努力“动脑”,能够操控鼠标上下左右移动,完成出牌等动作,“斗地主”“植物大战僵尸”“连连看”等电脑游戏一直升级通关,操控小球、小格子精准移动方位的训练内容都不在话下……
7月20日,在南方医科大学珠江医院脑机接口临床研究病房,39岁的高位截瘫患者陈先生专注盯着电脑屏幕,聚精会神地想着“向右、向右”——屏幕上的光标随即平稳滑动、精准定位,意念闪过,点击完成。这个对常人来说再简单不过的操作,对陈先生来说却具有标志性的意义——这是他在失去肢体功能这么多年以来,第一次用“想法”重新对外部世界拥有了一些掌控。
距离华南首例和第二例侵入式微电极脑机接口植入手术已过去一个多月,两位患者均已进入密集的意念控制训练阶段,从基础的小球追踪、点格训练,到光标自由控制完成脑控任务,他们逐步解锁多项生活技能。
“这是华南地区侵入式脑机接口临床研究在术后康复应用层面取得的阶段性重要进展。”珠江医院功能神经外科主任郭燕舞教授说,在医护人员和患者、家属的共同努力下,训练初具成效,“起步是艰难而缓慢的,但他们的技能习得会越来越快,相信再过半年,他们就能够自行控制电动轮椅出行、快速浏览网页购物、点外卖等,让生活质量大大改善。”
华南首例侵入式微电极脑机接口植入手术患者陈先生正在熟练地用脑控光标玩“斗地主”等纸牌游戏,郭燕舞教授在病房中观测患者训练时的脑电数据。
微电极架起大脑与机器的桥梁
两位瘫痪病人“脑控”光标移动
6月11日,郭燕舞教授带领团队完成了华南地区的第一例和第二例侵入式微电极脑机接口植入手术。39岁因脊髓损伤导致高位截瘫的患者陈先生(化名),53岁因车祸导致高位截瘫的患者许先生(化名)成为同一项前瞻性临床试验的受试者。
对高位截瘫患者而言,大脑运动皮层依然能正常产生运动意念,只是受损的脊髓阻断了神经信号传导。郭燕舞教授介绍,侵入式脑机接口技术正是为大脑搭建一条全新的“体外神经通路”——电极精准植入大脑运动功能区后,可稳定采集神经元放电信号,通过AI解码算法将患者“滑动鼠标、抬手抓物”的意念实时转化为设备控制指令。
郭燕舞介绍,本次植入的核心部件为国产超柔性微纳电极,厚度仅3微米,不足人类头发丝的几十分之一,柔软度远超国际同类产品。电极可跟随脑组织自然微动舒展,大幅降低长期植入后的免疫反应和瘢痕形成风险。
“刚开始训练还挺困难的,感觉用脑很累,训练也很枯燥。但第一次通过自己努力‘想象’让鼠标动起来,我感觉很新奇,很兴奋。现在能玩一些纸牌游戏,躺在床上的日子也没那么难过了。”许先生说,想到以后有可能依靠自己的意念做一些简单的事,比如可以操控轮椅出门,就觉得“很幸福”。更年轻一点的陈先生,则已经开始期待自己有一天能够“重新站起来”。
患者许先生在玩电脑游戏“麻将连连看”,这个小游戏让他卧床的日子有了难得的调剂。
三阶段康复目标
实现从“想动”到“能动”
手术的成功只是第一步,术后康复训练才是真正改变生活的关键。7月1日,两位患者正式开机进入密集的意念控制训练周期。康复团队为患者制定了系统化的训练方案——从基础的小球追踪、点格训练等脑控基础练习开始,逐步过渡到光标自由控制完成脑控任务,在趣味中反复打磨光标控制的流畅度与精准度。
经过20天的综合训练,患者已能初步实现意念操控电脑屏幕上的光标,完成点击、选择等基础操作。虽然距离完全流畅的日常使用还有距离,但每一次光标跟随意念平稳滑动,都意味着大脑与外部设备之间的“数字神经桥”正在逐步加固。
“与传统被动康复仅能维持身体机能不同,脑机接口技术实现了主动式神经重塑。”珠江医院院长郭洪波指出,患者通过反复意念训练主动驱动外部设备,能够激活大脑神经环路,实现功能重塑。
按照康复计划,随着训练深入,两位患者将逐步解锁多项生活技能:第一阶段,仅凭意念操控电脑光标、点击屏幕,实现网上购药、线上沟通、休闲娱乐;第二阶段,控制机械臂完成拿水杯、抓取物品等基础动作;第三阶段,适配智能轮椅、智能家居设备,实现日常生活的自主操控。
这些对常人来说普通至极的动作,专家团队和两位患者确是付出极大的努力才实现的。据了解,这些训练任务往往是无数次的枯燥重复,脑力消耗巨大,尤其是初期学习阶段,研究团队需要想方设法通过激励机制来鼓励患者坚持下去,在每个半天的训练时间,都要分段进行并穿插娱乐活动以缓解疲劳、合理地安排休息周期。但凭着坚强的意志和对美好未来的强烈向往,他们终于成功地跨出了第一步。
“患者通常连续训练4至8周就能看到初步效果,目前两位患者的康复进度符合预期。”功能神经外科电生理组长薛杉教授介绍。
记者了解到,该项侵入式微电极脑机接口临床研究项目,正在面向社会持续招募符合条件的颈段脊髓损伤所致四肢瘫痪患者,所有手术费、材料费、住院费,以及后续康复费用全部免费,并免费提供康复设备及专业康复团队跟踪服务。
颈段脊髓损伤后四肢瘫痪患者(年龄18—65周岁、因颈段脊髓损伤导致四肢瘫痪,病程满12个月且常规康复后上肢功能无明显改善),如果愿意了解脑机接口临床研究,可与珠江医院脑机接口临床研究病房联系咨询,符合条件的患者可免费接受手术和康复训练。
文、图/广州日报新花城记者:周洁莹
通讯员:马彦、伍晓丹、韩羽柔
