红星观察丨当孤独症、阿尔茨海默病、脑胶质瘤遇上脑机接口，成都科研改变医学图景

在电影《黑客帝国》中，高度发达的人工智能和机器，利用脑机接口(jiēkǒu)将人类(rénlèi)囚禁于虚拟世界，未被(bèi)囚禁的人类也利用脑机接口技术，潜入虚拟世界奋起反抗。这部电影留下的不只是银幕上的震撼(zhènhàn)，更在现实世界激起深远的哲学思考和对科技的无限遐想。 如今，科幻正照进现实(xiànshí)。 大洋彼岸，埃隆·马斯克的Neuralink公司正加速推进人脑与机器(jīqì)的融合试验，数度引起轰动；在中国，脑机接口技术快速(kuàisù)突破，尤其在医疗领域已(yǐ)走在世界前列。 红星新闻记者近日经过多日走访观察到，脑机技术也正在成都(chéngdū)悄然落地。一批创新企业(qǐyè)和科学人员持续攻关，突破性的成果不仅改变了医学图景，也为这座(zhèzuò)拼搏奋进的创新之城注入新的活力。 去年，一对瑞典夫妇带着他们的(de)小儿子Axel（化名），辗转来到成都(chéngdū)，寻找希望。 Axel是一名孤独症儿童。这种疾病让患儿常年处于社交障碍、行为刻板(kèbǎn)、情绪(qíngxù)焦虑(jiāolǜ)的状态。“已经没有其他选择，我觉得(juéde)这是最好的办法。”Axel的父亲说，国外也有训练的方法，但在成都，还有数字化的治疗方式可选。 ▲来自瑞典(ruìdiǎn)的一家三口 他们抵达的，是成都前沿类脑人工智能创新中心，这里的科学家研发出了一批前沿科技。其中“孤独症脑机辅助诊断系统”诊断准确率超过90%，获批(huòpī)二类医疗器械；“孤独症精准神经(shénjīng)调控(tiáokòng)技术”在改善孤独症儿童社交(shèjiāo)、语言和行为(xíngwéi)方面有显著效果，治疗响应率超过80%。 在完成20次治疗后，Axel的父母接受了采访，此时(cǐshí)Axel的病情已显著改善(gǎishàn)。“第一次明显的变化，大概是在完成第8次治疗时。”父母说，Axel重新在秋千上(shàng)玩了起来，并对旁人表现出兴趣，“他很多年都没这样过了。”随着治疗的深入，Axel变得像个正常的小孩子一样，逛街时脸上(liǎnshàng)带着微笑(wēixiào)，他的焦虑表现也(yě)大为缓解。 “你们非常棒！”这对瑞典夫妇向科研人员(kēyánrényuán)表达了深深谢意。他们还建议，若能研发(yánfā)出一款可远程语音训练的App，就可对患儿进行(jìnxíng)远程治疗，“因为回到瑞典，我们无法像在中国(zhōngguó)一样进行干预（治疗）。” ▲用于治疗的脑机接口(jiēkǒu)设备 成都前沿类脑人工智能创新中心主任冯睿，向记者介绍(jièshào)了其中的奥秘。治疗过程中所使用(shǐyòng)的无线干电极脑电记录仪，仪器上的干电极就像8个“爪子”，触角可以轻松透过(tòuguò)头发与头皮接触。开启监测后(hòu)，屏幕上的脑电信息随着监测进行波动，并在后台形成专业报告，“该系统(xìtǒng)的准确率达到了91.67%，可以有效辅助医生进行诊断。” 另一个“∞”形状的靶向经颅磁治疗仪，则(zé)通过人工智能定位患儿脑部异常神经环路，用(yòng)磁脉冲精准调控认知功能。“就像为大脑做一场无声的调音，让紊乱的神经乐章重回和谐。”冯睿比喻道。这两项技术不仅(bùjǐn)填补了国内(guónèi)空白，更被中国残联列为科技助残优秀案例。 ▲冯睿团队也(yě)同步采用传统的治疗方式 同时，冯睿团队也同步采用传统的治疗方式。近日(jìnrì)记者(jìzhě)看到，其中心有数个治疗室，工作人员们对孤独症儿童们展开语言、社交、音乐等(děng)疗法。 据悉，该项研发成果已(yǐ)作为惠民民生项目，在成都市锦江区(jǐnjiāngqū)的13个社区卫生服务中心试点，针对24月龄(yuèlíng)—48月龄的适龄儿童免费进行一次脑功能筛查。目前，已服务2000余名孤独症儿童。 助力阿尔茨海默病早(bìngzǎo)筛 冯睿团队使用的设备，是一种非(fēi)侵入式(shì)的脑机接口。在四川大学华西医院(yīyuàn)，智能(zhìnéng)可穿戴老年健康管理系统(guǎnlǐxìtǒng)实验室主任、特聘研究员江宁所带领的研发团队，也研发了一种超短延时非侵入式脑机接口，能在300毫秒以内探测出人的运动意识，是目前世界上最先进的非侵入式智能康复系统的核心技术。 该项目命名为“天鹅湖”，主要应用于老年健康领域(lǐngyù)，尤其在筛查(shāichá)和治疗阿尔茨海默(āěrcíhǎimò)病的场景中具有应用潜力。他告诉记者，我国健康老龄化面临重大挑战，大量老年人有各种各样的慢性病，其中21.6%存在(cúnzài)ADL（日常生活活动能力）受限(shòuxiàn)、20.8%患轻度认知障碍、阿尔茨海默病达到5.3%。另外还存在着农村老年人慢性病增幅更大，但知晓率/治疗率比城市(chéngshì)低10%至15%等一系列问题。 ▲非侵入式脑机接口“魔笛(módí)” 据悉，全球每3秒即新诊断(zhěnduàn)1例阿尔茨海默病，中国患者(zhě)最多，约(yuē)1507万。阿尔茨海默病进展快、无特效药、病程不可逆，给患病者和照护者造成了严重的痛苦和负担。对此(duìcǐ)世界卫生组织建议：要早筛、早诊、早干预。 “非(fēi)侵入式脑机接口技术，有望对包括阿尔茨海默病在内的老年慢性病实现‘一头’和‘一尾’管理。这一突破，主要通过面向社区(shèqū)和家庭(jiātíng)的老年慢病早(zǎo)筛(shāi)和院外康复治疗实现。”江宁(jiāngníng)介绍，所谓“一头”“一尾”，就是将筛查和治疗从医院搬到社区和家庭，实现“普筛+早筛+非药物干预”闭环。而“天鹅湖”具有使用门槛低、成本低、效率高等优点。 以面向社区的(de)早筛为例，传统的筛查(shāichá)方式十分耗时，往往要花1小时以上，这显然不可能大面积筛查。江宁团队在2022年7月开始开展社区居住老年人(rén)群研究(yánjiū)，参与人数超过3000人，仅用4个电极、5~10分钟(fēnzhōng)的测试，就可实现超过90%的筛查灵敏度，实现快速精筛。 非侵入式脑机接口(jiēkǒu)在轻度认知障碍的干预治疗环节，也能发挥作用，江宁(jiāngníng)团队已经开展了相关对照研究。此外，江宁团队研发的非侵入式脑机接口“魔笛”，一个看起来像头盔的器械，可(kě)用于(yòngyú)脑卒中康复；而一个长得像智能手环、名为“胡桃夹子”的器械，可用于肌少症的早(zǎo)筛康复。 脑机接口技术主要分为非侵入和侵入式两种，前者安全(ānquán)、易操作，后者则通过在大脑皮质植入电极，实现更高精度、更复杂的(de)神经(shénjīng)控制功能。日前，一场(yīchǎng)侵入式脑机接口手术在四川大学华西医院顺利实施，手术团队借助侵入式脑机接口技术成功将病人的脑胶质瘤切除。 华西(huáxī)医院神经外科副教授杨渊通过手术(shǒushù)视频，向记者展示了其中的(de)细节：只见8行8列共64个电极(diànjí)点组成的电极片，紧贴患者的脑组织，采集信号。肿瘤的电信号与正常神经元的电信号有所不同，手术团队对采集的信号进行解码，辅助判断肿瘤与正常神经元的边界，提高对肿瘤的全切率(lǜ)。 ▲杨渊介绍(jièshào)侵入式脑机接口 而传统的判断方式，是医生(yīshēng)通过影像学、超声、核磁共振等方式对肿瘤边界进行(jìnxíng)结构性(jiégòuxìng)的主观判断。而想要精确地划分脑部功能区，还需要在术中唤醒患者，对其脑部进行电刺激，这个(zhègè)过程无疑对患者来说是痛苦的，甚至很可能引发癫痫。 杨渊告诉记者，其在(zài)2019年于海外留学归国后，华西医院里还没有用于外科手术的脑机接口设备，他(tā)在神经外科学科主任毛庆(máoqìng)的带领下探索脑机接口技术。随后他遇到了归国的江宁研究员和何家源研究员，志同道合(zhìtóngdàohé)的他们有了相见恨晚的感受，于是组建团队，开启从0到1的技术攻关(gōngguān)。 “那时候我们买不到电极片，但办法总比困难多。”杨渊(yángyuān)说(shuō)，如今国内科创企业有了生产电极片的能力，这是硬件；华西医院的创新团队(tuánduì)则开发了软件，其(qí)算法全球领先，“这些完全是从0到1的技术创新。” 毛庆则告诉记者，脑胶质瘤是两大“癌王”之一，致残率、死亡率很(hěn)高，对病人造成了严重的负担。该项技术除了有相对安全、减少(jiǎnshǎo)并发症等优势之外(zhīwài)，还有使用门槛低的优势，这有利于推广，下沉到各级别医院(yīyuàn)。 据央视报道，数据显示2024年(nián)我国脑机接口市场规模已达32亿元(yìyuán)，年增长率为18.8%，预计2025年全年(quánnián)，这一数字(shùzì)将突破38亿元，到2027年将超过55亿元，年均增长率保持在20%左右。 5月12日，四川省经济和信息化厅等八部门联合印发《四川省脑机(nǎojī)接口及人机交互(rénjījiāohù)产业攻坚突破行动计划（2025—2030年）》（以下(yǐxià)简称《行动计划》）。《行动计划》是四川推进脑机接口及人机交互产业发展的指导性文件，提出了(le)“着力打造全国一流的脑机接口及人机交互产业创新发展高地”，并明确了时间表(shíjiānbiǎo)和路线图。据悉，四川是全国第三个(dìsāngè)出台省级脑机接口专项产业政策文件的省（区(qū)、市）。 政策鼓励下，成都的脑机接口产业，路子越走越广。据悉，除上述两家机构，在四川脑科学与类脑智能研究院、四川省人民医院、成都市第四(dìsì)人民医院，各项创新脑机接口技术也被应用于(yú)改善失眠、大脑(dànǎo)老化、帕金森病、阿尔茨海默病等领域(lǐngyù)。同时，毛庆也指出，四川脑机接口的生态(shēngtài)处于初步阶段，尚需继续探索、完善和追赶。 1999年，经典电影《黑客帝国》上映，引发人类(rénlèi)深远的哲学思考和对科技的无限遐想。江宁告诉记者，他从小就爱看科幻电影，是(shì)国内第一批观看《黑客帝国》的影迷，电影带给他很(hěn)深的震撼和启发，“那时候我刚大学毕业，就想做脑机接口方面的研究(yánjiū)。” 此前，郭帆导演告诉红星新闻记者，他做科幻电影(kēhuàndiànyǐng)的价值之一，是启发青少年爱上(àishàng)科学。而《黑客帝国》之于江宁，就(jiù)实现了这样的价值。 “我在(zài)追寻曾经的梦，一步一步实现科幻电影里的设定。”他(tā)说，“我们希望通过研究，让大家远离阿尔茨海默病，在自然生命(shēngmìng)完结以前，有尊严地活着。” 红星(hóngxīng)新闻记者 王拓 摄影记者 周仕军 （下载红星新闻(xīnwén)，报料有奖！）