“脑机接口”技术将如何助力神经疾病诊治？院士这样说
“脑机接口”技术将如何助力神经疾病诊治？院士这样说
脑机接口技术是当前科技领域的热点话题之一。它旨在实现人脑与外部设备之间的直接连接，以实现信息交换。近年来，随着"脑计划"的推进，脑机接口技术在神经疾病诊治领域的应用前景备受关注。中国科学院院士赵继宗在2024创新发展论坛上分享了相关观点与前沿信息。
赵继宗院士（图据新华网）
"脑计划"推动"脑机接口"技术蓬勃发展
"脑机接口"是指人或动物脑与外部设备间创建的直接连接通路，以实现脑与设备的信息交换。
如果从1924年脑电图的发明算起，"脑机接口"的研究历史至今已有百年。而这一概念的正式出现，则是在1973年，由一位计算机专家雅克·维达尔（Jacques J. Vidal）提出的。进入21世纪后，"脑机接口"技术得到了飞速发展，逐渐应用于临床实验。
在赵继宗看来，"脑机接口"研究之所以能在21世纪进展得如此轰轰烈烈，主要是由于"脑计划"的开展。纵观全球，除了我国外，加拿大、美国、欧盟、日本、澳大利亚、韩国均在开展"脑计划"。这些研究不断深化、取得新进展，为"脑机接口"技术的发展提供了支持与推动力。
比如，欧盟的人脑计划，公布了迄今为止最详尽的多尺度人脑图谱，显示三维细胞构筑，包括某些未被确认的脑区，并显示其人际差异；我国科研团队则得到较为完整的世界首套猕猴全脑皮层的三维单细胞空间分布图谱，以及空间转录组数据，揭示了细胞类型组成和灵长类脑区层级结构分布之间的关系。
"脑机接口"技术如何助力神经疾病诊治？
1990-2021年数据显示，全球约34亿人受到神经系统疾病的困扰，其中包括中风、婴儿脑损伤、痴呆症、癫痫、孤独症等，其中我国患病人数占据世界首位。但患者基数巨大的脑神经系统疾病的诊治仍存在困局，具有"难""惑""缠""负"的特点，即治愈困难、病因欠清、后遗症粘缠、负担沉重。
而"脑机接口"或是解开脑神经系统疾病困局的钥匙，有望为这一领域疾病的诊治另辟新径，如帮助偏瘫患者恢复运动功能，帮助中风、肌萎缩侧索硬化症等失语患者重新获得表达能力，对癫痫患者进行更好地监测治疗，用于抑郁症患者的诊治等。
当下，我国神经医学领域的研究人员，在"脑机接口"技术方向已有了许多探索案例。比如，首都医科大学附属北京天坛医院的医生团队尝试在手术中唤醒病人，利用术中皮层电刺激技术，定位大脑功能区。该技术一方面可以在为患者切除肿瘤时保护患者脑功能，也能验证脑语言区不同语种定位。
"脑机接口"试验研究面临三方面挑战
赵继宗表示，"脑机接口"可以替代、恢复、增强、补充脑功能，为脑功能损伤患者康复带来福音，为神经疾病的未来诊治带来了极大的想象空间。然而它也尚处于临床试验阶段，发展、应用面临着诸多挑战。
首先，脑科学的研究还需不断深入。进一步研究和理解大脑工作原理是推动"脑机接口"技术发展的关键，包括探索脑神经信号的生成和传递过程，从而更精确地解析大脑工作原理。
其次，"脑机接口"的设备技术层面也需要突破。对于高性能"脑机接口"，电极需有方式保证其长期安全并能采集高精度的脑电信号，降低人脑排斥反应。而"脑机接口"的"双向通信"技术也需要探索，即实现"从脑到机"与"从机到脑"，不仅能将脑信号转换成意图运动指令，同时也能将与外部环境交互的设备捕获的感觉信息传递至大脑。
此外，关于"脑机接口"的伦理问题也不容忽视。在保障患者安全的前提下，如何合理应用脑机接口技术，为患者带来最大收益，是需要探讨研究的问题。