腦機接口通過記錄和解讀大腦信號,，實現(xiàn)大腦和計算機之間直接通信,。一方面可以幫助漸凍癥、脊髓損傷,、癲癇等腦疾病患者康復(fù),；另一方面有望實現(xiàn)腦機融合智能,，直接拓展人腦信息處理能力。2023年10月24日,，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院洪波教授帶領(lǐng)團(tuán)隊設(shè)計研發(fā)的無線微創(chuàng)植入腦機接口NEO（Neural Electronic Opportunity）,，在宣武醫(yī)院成功進(jìn)行首例臨床植入試驗。宣武醫(yī)院院長趙國光,、神經(jīng)外科主任單永治團(tuán)隊主持手術(shù)規(guī)劃及植入手術(shù),。2023年12月19日，洪波教授團(tuán)隊再次聯(lián)合天壇醫(yī)院賈旺主任團(tuán)隊成功進(jìn)行第二例臨床植入試驗,。
無線微創(chuàng)植入腦機接口NEO系統(tǒng)及其體內(nèi)機 圖片設(shè)計合成/醫(yī)學(xué)院 洪波
兩枚硬幣大小的腦機接口處理器植入高位截癱患者顱骨中,，成功采集感覺運動腦區(qū)神經(jīng)信號。首例患者是一位車禍引起的頸椎處脊髓完全性損傷（ASIA評分A級）,，處于四肢癱瘓狀態(tài)已經(jīng)14年,。該系統(tǒng)采用無線微創(chuàng)設(shè)計，體內(nèi)機埋在顱骨內(nèi),，電極覆蓋在硬膜外（硬膜位于顱骨和大腦皮層之間,，起到保護(hù)神經(jīng)組織作用），不損傷大腦細(xì)胞,，手術(shù)后10天患者出院回家,。居家使用時，體外機隔著頭皮給體內(nèi)機供電,，并接收腦內(nèi)的神經(jīng)信號,，傳送到電腦或者手機上，借助解碼算法實現(xiàn)腦機接口通信,。系統(tǒng)采用了近場無線供電和通信技術(shù),，植入顱骨的體內(nèi)機無需電池，患者可以終生使用,。經(jīng)過3個月的居家腦機接口康復(fù)訓(xùn)練,，患者可以通過腦電活動驅(qū)動氣動手套，實現(xiàn)自主喝水等腦控功能,，抓握解碼準(zhǔn)確率超過90%,；患者脊髓損傷的ASIA臨床評分和感覺誘發(fā)電位響應(yīng)均有顯著改善。第二例患者同樣因車禍高位截癱,，植入無線微創(chuàng)腦機接口一個月后,，不僅可以腦控氣動手套實現(xiàn)抓握，還完成了腦控光標(biāo)自由移動,。
宣武醫(yī)院趙國光院長團(tuán)隊進(jìn)行首例植入手術(shù) 攝影/醫(yī)學(xué)院 劉定坤
首例患者通過無線微創(chuàng)腦機接口 成功實現(xiàn)腦控抓握 攝影/新聞學(xué)院 林毓菁
清華大學(xué)團(tuán)隊完成的無線微創(chuàng)腦機接機屬于半侵入式腦機接口,，其植入創(chuàng)傷顯著小于國際主流的BrainGate和Neuralink全侵入方案，在關(guān)鍵部件和核心算法方面走出了一條全新的技術(shù)路線,，實現(xiàn)了從工程原型,，到動物試驗,，再到人體試驗的全鏈條創(chuàng)新。兩例臨床試驗的成功,，證明了該技術(shù)路線和系統(tǒng)的安全性和有效性,。此次臨床應(yīng)用的NEO系統(tǒng)軟硬件由清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院洪波教授團(tuán)隊與博睿康科技合作開發(fā),，臨床合作單位包括宣武醫(yī)院,、天壇醫(yī)院。
清華醫(yī)學(xué)院腦機接口研究團(tuán)隊長期開展腦機接口原理,、算法和臨床轉(zhuǎn)化研究,。2015年高小榕、高上凱教授團(tuán)隊在頭皮腦電穩(wěn)態(tài)誘發(fā)電位腦機接口中,，達(dá)到319比特/分鐘的信息傳輸率；2021年洪波教授團(tuán)隊在無線微創(chuàng)腦機接口臨床前研究中,，每個電極等效信息傳輸率達(dá)到20比特/分鐘,，均超過當(dāng)時國際同類腦機接口最高水平。
