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人腦植入芯片,在南京夢想成真

人民網記者 馬曉波
2025年08月14日06:36 | 來源:人民網-江蘇頻道
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大腦植入一枚芯片,高位截癱患者就能重新抬起雙手。科幻片中的場景,如今已成為現實。日前,張女士接受了江蘇省首例半侵入式腦機接口手術,經過一段休養,她在外骨骼氣動手套驅動下,右手能穩穩抓起水杯﹔脫下手套后,右手能夠輕輕拿起木球……

在近日召開的南京市腦機接口產業培育大會上,相關人員披露了這一技術應用案例,重點展出了一批本土企業研發的技術創新成果。腦機接口技術將如何改變生活?記者對此進行了探訪。

江蘇省人民醫院神經外科主任王慧博教授帶領團隊為張女士開展腦機接口手術。受訪者供圖

江蘇省人民醫院神經外科主任王慧博教授帶領團隊為張女士開展腦機接口手術。受訪者供圖

“手隨心動,我做到了!”

“手隨心動,我做到了!”手指再次合攏,攥住東西的感覺,張女士整整盼了兩年。

2022年9月,張女士意外跌落,導致頸椎第五節嚴重損傷,高位截癱。經過兩年多的治療,上肢功能未見起色,手部抓握功能完全喪失——喝水靠人喂,淌汗干著急,連撓痒都成了一種奢望。

今年4月25日,張女士接受了江蘇省首例半侵入式腦機接口手術,一枚硬幣大小的電極片被精准植入顱骨下的硬膜外間隙。 “好比顱骨是一個堅硬的外包裝木箱,硬膜就是保護大腦的內層厚實海綿。這種‘半侵入式’腦機接口,在提升信號精度的同時,最大程度降低了手術損傷風險。”江蘇省人民醫院康復醫學科主任陸曉解釋稱。

術后,張女士的腦電信號經適配器轉化可以驅動體外設備執行一系列動作指令。設備的日常養護也出奇便捷,充電方式類似Apple Watch——隻需將充電器緊貼腦部外側即可。

看似簡單的流程背后,是排異、信號衰減、組織包裹等重重技術難關。為確保安全,醫院組建了康復醫學科、神經外科、骨科、神經內科、麻醉科、輸血科等多學科團隊。借助最新立體成像和手術機器人,醫院團隊實現了大腦功能區的精確定位,並在機器人的輔助下順利完成植入。

據江蘇省人民醫院神經外科主任王慧博介紹,我國現有脊髓損傷患者374萬,年新增約9萬。“我們已成功完成4例此類手術,均針對脊髓損傷導致的手部功能障礙。”王慧博說,這項技術若廣泛應用,將極大減輕這類疾病的沉重負擔,幫助患者恢復基本生活能力和尊嚴。

不過,技術真正落地臨床仍需時間。江蘇省人民醫院神經外科副主任醫師顏偉強調,作為前沿產品,它必須經過動物實驗、人體臨床試驗等完整流程。目前,國內十余家醫院正推進多中心試驗。江蘇省人民醫院已啟動脊髓損傷、癲癇等適應症患者的入組篩選,並著手建立規范化臨床應用體系。

“腦機接口從研發走向應用,將是多方協同創新的過程。”江蘇省人民醫院院長劉雲表示,醫院正與棲霞區共建江蘇腦機接口研究院及產業園,旨在整合資源,推動該技術在運動神經康復、腦科學、主動健康管理等關鍵領域的研發與應用,為“健康中國”提供堅實的科技支撐。

南京航空航天大學展示非侵入式腦機接口設備,人可通過意念控制機械臂。人民網記者 馬曉波攝

南京航空航天大學展示非侵入式腦機接口設備,人可通過意念控制機械臂。人民網記者 馬曉波攝

應用場景多點開花

在南京,腦機接口技術的應用場景正在不斷拓展:植入電極片幫助患者恢復手部功能﹔只要想象吞咽動作,通過腦機接口實時解碼意圖並驅動外部設備,就能幫助患者完成動作﹔佩戴布滿傳感器的腦電帽,“植物人”也可以通過下肢外骨骼運動行走﹔手術麻醉時,通過腦部電極片動態精准控制麻醉藥物用量……

在南京腦機接口產業培育大會上,江寧高新區企業山海醫療公司發布了國產首個侵入式深腦電生理記錄與刺激設備“明瞳”。“醫生為帕金森患者植入治療電極時,對精度要求極高,‘明瞳’就像給大腦手術配置了‘導航儀+實時監控探頭’,突破了臨床‘所見非所得’的問題。”山海醫療公司董事長吳正平稱,該產品通過雙重驗証機制,實現了從影像精准到功能精准的跨越,為術中療效評估提供了國產自主知識產權支持。

目前,腦機接口技術應用主要聚焦於醫療領域。落地鼓樓區的南京普瑞精控腦機接口技術麻醉應用項目堪稱“麻醉自動駕駛儀”。

據該項目負責人王玉祺介紹,手術期間,患者佩戴“讀腦帽”連接自動給藥泵,可實現麻醉劑量“剛剛好”——既避免患者睡太淺中途疼醒或有意識,又防止藥物過量導致的術后醒得慢、出現惡心嘔吐等副作用。目前,該產品已在上海市第六人民醫院開展探索性臨床驗証,推進醫療器械注冊申報。

近年來,腦機接口產品在南京的應用場景逐漸增多,主要得益於當地“供需匹配”與“科研能力”。“高校有前沿科研優勢,醫院蘊藏迫切臨床需求,雙方協同發力,加速了研發與應用的轉化。”南京理工大學工作人員魏志東稱,該校已與鼓樓醫院合作開發了可穿戴設備NeuroCollar等多個項目。

以鼓樓區為例,它擁有近460家醫療機構和18所高校,匯聚了48名兩院院士和10萬名科技人才,頂尖臨床資源與密集智力資源構成了腦機接口產業發展的“硬核”底座。

“醫療科研面向臨床,資源富集地更懂臨床需求。”魏志東說,隨著南京高校、醫院、企業三方頻繁開展聯合攻關,越來越多腦機接口技術將走進現實,產業新賽道也將加速拓展。

南京發布推進腦機接口產業創新突破行動方案。人民網記者 馬曉波攝

南京發布推進腦機接口產業創新突破行動方案。人民網記者 馬曉波攝

產業風口起,南京蓄勢

南京正通過系統性布局,力促產業奔涌成勢。今年1月,鼓樓區率先行動,打造了江蘇首個腦機智能科技創新園,規劃了科研項目孵化、科技成果轉化、產業項目應用、科技總部企業和配套服務五大片區。

“我們發布了《發展腦機接口產業若干舉措》,從項目落地、研發創新、場景開放等十大維度,提供了全生命周期、全要素保障。”鼓樓區政府相關負責人介紹,南京市腦機接口產業培育大會簽約環節,鼓樓高新區斬獲5大項目,佔簽約總量大半。

8月7日,工信部等七部門聯合印發《關於推動腦機接口產業創新發展的實施意見》,提出到2030年,腦機接口產業創新能力顯著提升,形成安全可靠的產業體系,構建具有國際競爭力的產業生態,綜合實力邁入世界前列。依托鼓樓、棲霞、江北新區的腦機接口產業先發優勢,南京正重塑產業格局。

業內人士認為,腦機接口技術終將“像手機一樣普遍”,但從技術突破到廣泛應用仍有很長的路要走。“比如,大腦含有數以億計神經元,認識大腦非朝夕之功。腦機接口芯片植入后,成為人體的延伸,深層倫理挑戰亟待解決。”

當下,南京正通過政府、高校、企業協同求解共性難題:南京大學牽頭共建“腦機接口研究院”,推進多學科交叉融合與核心技術突破﹔江蘇省人民醫院牽頭共建“江蘇腦機接口先進研究院”,聚焦臨床轉化與產業化﹔南京統籌產業鏈條與空間布局,打造省級產業聯盟、市級創新聯合體及兩大產業集聚園區,推進區域協同、集聚發展。

此外,南京還推動建立了全國首個地區性倫理協同機制——6家在寧重點醫療機構建立腦機接口臨床研究倫理協作審查機制,各中心倫理委員會研究受理后,3至5個工作日內,完成初始審查並給出審查結論,提高腦機接口多中心臨床研究倫理審查效率。

“從資本對接到載體匹配,再到展會推介,政府服務響應速度快、服務精准度高。這種務實高效的營商環境,是硬核企業最看重的地方。”專注於無創腦機接口研發應用的左右腦醫療科技即將落地鼓樓區,該公司研發總監楊磊表示,盡管產業發展面臨醫療器械注冊証申領等挑戰,但產業風口已起,南京前景值得期待。

(責編:張鑫、李闊)

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