3月20日，“北腦一號”完成國際首批柔性高通量半侵入式無線全植入腦機(jī)系統(tǒng)的人體植入媒體通氣會在京舉行。會上發(fā)布了全球首例無線植入式中文語言腦機(jī)接口成功幫助因漸凍癥導(dǎo)致失語的患者重建交流能力的突破性成果。這一成果標(biāo)志著腦機(jī)接口在語言功能恢復(fù)領(lǐng)域邁出關(guān)鍵一步，為漸凍癥（肌萎縮側(cè)索硬化癥）、卒中等導(dǎo)致失語的患者提供了全新治療方案。

肌萎縮側(cè)索硬化癥，俗稱漸凍癥，是一種目前無法治愈的神經(jīng)退行性疾病，患者隨著病程進(jìn)展，神經(jīng)功能逐步喪失，最終完全喪失語言及肢體功能。

本次臨床試驗(yàn)的首位參與者是一名67歲的漸凍癥患者。她于2023年起病，并在首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院確診，隨著疾病進(jìn)展，出現(xiàn)了極重度構(gòu)音障礙，與外界的語言溝通極為受限。

術(shù)前，國家神經(jīng)疾病醫(yī)學(xué)中心主任、首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院院長、主任醫(yī)師趙國光團(tuán)隊(duì)綜合應(yīng)用功能性磁共振成像和高密度腦電圖等多模態(tài)神經(jīng)解碼技術(shù)，對患者的大腦語言相關(guān)區(qū)域進(jìn)行功能映射，結(jié)合患者語言能力評估及疾病進(jìn)展情況，精確定位了語言運(yùn)動功能區(qū)。

趙國光團(tuán)隊(duì)為患者實(shí)施全球首例無線植入式中文語言腦機(jī)接口手術(shù)

3月5日，趙國光團(tuán)隊(duì)為患者實(shí)施了全球首例無線植入式中文語言腦機(jī)接口手術(shù)，在神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人輔助下，將“北腦一號”智能腦機(jī)系統(tǒng)精準(zhǔn)植入患者左側(cè)大腦控制語言運(yùn)動的關(guān)鍵區(qū)域。手術(shù)采取半侵入腦機(jī)技術(shù)路徑，將128通道柔性高密度電極置于硬腦膜外，在最小創(chuàng)傷前提下實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量神經(jīng)信號采集；將硬幣大小的主控與信號傳輸裝置嵌入顱骨表面，通過無線近場通訊實(shí)現(xiàn)神經(jīng)信號的高效傳輸與無線供電。術(shù)中測試及術(shù)后開機(jī)均顯示信號采集質(zhì)量良好。

精準(zhǔn)植入“北腦一號”智能腦機(jī)系統(tǒng)

3月14日，患者開始接受語言解碼訓(xùn)練，信號采集良好，僅經(jīng)過3小時的訓(xùn)練，62個常用字詞實(shí)時解碼準(zhǔn)確率已達(dá)34%。目前，實(shí)時解碼準(zhǔn)確率達(dá)52%，已能解碼出“我要喝水”“我要吃飯”“今天心情很好，我想和家人散步”這樣的語言。

患者正在接受語言解碼訓(xùn)練

“北腦一號”集成了自主研發(fā)的柔性高密度腦皮層電極，以及高采樣率、大通量、低功耗的腦電數(shù)據(jù)采集、處理和無線傳輸技術(shù)，128通道同時采集的信號通量位居國際同類產(chǎn)品之首。它采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）與Transformer架構(gòu)相結(jié)合的神經(jīng)編解碼技術(shù)，具備高效的語言信號處理能力。臨床實(shí)踐數(shù)據(jù)顯示，其單字解碼時延小于100毫秒，為當(dāng)前國際最高水平。

目前，隨著訓(xùn)練時間的增加，解碼準(zhǔn)確率正穩(wěn)步提升，響應(yīng)速度持續(xù)優(yōu)化。未來，除進(jìn)一步提升解碼能力，團(tuán)隊(duì)將從解碼有限字集擴(kuò)展至開放字集，預(yù)計將實(shí)現(xiàn)上萬漢字的實(shí)時解碼，從而實(shí)現(xiàn)更自然、更流暢的語言交流。

（首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院供圖）

（科技日報記者 代小佩）