不止意念操控,脑机接口领域在做的 “修神经” 是什么?

广东健康头条
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春天里,脑机接口,成为了热词。与市面上大多看到的意念控制术不同,南方医科大学脑科学与类脑研究中心教授、深圳微灵医疗科技有限公司创始人李骁健做的是一个很难直白阐释的事情——“修复神经”。

李骁健。

李骁健。

修神经看上玄乎,但背后藏着实打实的科学逻辑:中枢神经的损伤一旦发生,本身不可逆,但它有一个隐藏的“自救能力”——可增生。简单说,有些神经元除了做好自己的“本职工作”,还藏着一份“副业”:只要找到合适的方式激发它周围的同伴,就能重新搭建起神经信息的传递通道,让原本“断联”的信号,再次顺畅流通。

今年3月,首款侵入式脑机接口医疗器械获批上市,给这个赛道添了一把火。但很多人没分清:修复神经和用意念控制机械手臂,到底是不是一回事?

答案很直白:在神经修复真正完成之前,外置装置的“意念控制”,更像是一种“临时替代”——就像给断了腿的人装一副拐杖,能走路,但终究不是自己的腿。

作为一种全新的治疗方法,它还停留在探索阶段,有一个绕不开的根本问题:医生必须清清楚楚地告诉患者,神经损伤到了什么程度?治疗需要多久?能恢复到什么状态?

没有标准答案,没有成熟模板,每一步都要在临床中慢慢摸索,但无论如何,脑机接口已闯入了医疗赛道。

以下是南方+记者与李骁健的对话。

脑机接口的核心是解读信息

南方+:今年以来,脑机接口的热度不降,作为局中人,您的体感是什么?

李:脑机接口是突然热门起来的。我们公司主要的融资从2022年开始,当时热过一段时间;但到了2024年,整体的市场、融资环境都比较冷,那段时间大家甚至都在犹豫,还能不能继续干下去。因为脑机接口作为一种颠覆性的医疗技术,很难在短时间内实现产业落地和临床落地。

此前脑机接口存在一个很大的问题:作为这种新型的三类有创医疗器械,一开始根本就没有相关设备名录,大家都不知道该怎么去拿证,更别说怎么去销售、怎么形成商业闭环了。我们先不说赚钱,单是让这种技术作为医疗产品进入市场,就挺难的。前面的路,大家其实都还比较迷茫。

南方+:大家迷茫的点是没有规定的路径可以走。包括监管也不明确可以走什么道路。

李:就连脑机接口的定义,起初都是比较模糊的。究竟何为脑机接口医疗器械,哪些装备需要按照这个类别来监管,目前还在逐步规范中。其实,目前开展较多的临床试验项目,大多不需要走脑机接口医疗器械的名录,只有我们做全植入脑机接口,才需要按这个类别推进。如果能依托目前已有的设备名录里,产品的注册路径就会清晰很多,两三年内就能拿到注册证,破解长期审批周期带来的发展难题。

粤港澳大湾区脑科学与类脑研究中心大楼。

粤港澳大湾区脑科学与类脑研究中心大楼。

南方+:走过了注册关,路是不是好走一些?

李:医疗设备,要在临床上真正验证其有效性,让患者形成可靠的购买力,这个过程其实也不会短。

南方+:有人说癫痫和帕金森治疗产品属于脑机接口?

李:脑机接口的核心是解读。帕金森病属于神经退行性疾病,电刺激治疗本质上只是激活残存神经,并不涉及对大脑信息的解读。癫痫的治疗思路则是通过刺激调节神经环路,让大脑网络恢复稳态。这两类神经调控技术,和真正意义上的脑机接口有本质区别:第一,它们处理的是病态、异常的脑活动,而脑机接口采集和利用的是正常、有效的脑内信息;第二,也是最核心的一点,癫痫、帕金森的刺激调控完全不解读脑信息,不需要知道某段脑电波代表什么意图、什么想法。脑机接口的关键是先读取脑信号,再去解读信号含义,理解大脑内部真实、有效的信息内容。

脑控还是修神经?

南方+:关于脑机接口,你怎么看待目前不同的技术路线的?

李:其实就两大类,植入式与非植入式。像侵入、半侵入、非侵入这些词,它是从自己的专业研究领域视角定义的,比如说做穿戴式的,他觉得你的植入需要手术,那就叫侵入式。只要做了外科手术放入体内,它都叫植入式,无论是贴在脑皮层表面,还是放在硬脑膜表面,甚至塞到血管里的。

南方+:植入式脑机接口,还有细分?

李:你问的是做脑控外设,还是做神经修复?马斯克的Neuralink更多是脑控外设。有人就把它称为“大脑轮椅”——不治疗大脑本身,不修复受损的神经,只是给类似轮椅的辅助方案,这是一种工程化的解决方案,核心是解决“能活动”的问题,而非“能恢复”的问题。

可以说,类似“大脑轮椅”这一种并没有治疗疾病本身。医学上追求的是修复人体原生的生理组织,就是要治疗已受损的神经,让断裂或受损的神经环路重新实现闭环,让患者能够真正恢复自身的神经功能。这是我们和工程化解决方案最核心的区别。

中国工程院院士、南方医科大学基础医学院教授高天明指导学生开展研究。

中国工程院院士、南方医科大学基础医学院教授高天明指导学生开展研究。

南方+:你说的与大家传统意义上认识的脑机接口不一样?

李:脑机接口之所以具有颠覆性价值,核心是它能够引导神经重塑。比如吃药属于化学疗法,针灸属于物理疗法,它们都是通过外界因素,引导人体自身的生理系统产生相应反应。

对于神经损伤患者来说,核心问题就是脑体闭环断开了——大脑无法正常控制身体,进而出现运动功能障碍等问题。而脑机接口植入后,就能重新建立起脑机体的闭环,让神经环路重组出一条新路径。这种情况下,脑机接口就相当于一个“体操教练”,受损的神经元和神经环路就像是“运动员”,它引导这些“运动员”学习新的技能,通过代偿作用,弥补和恢复已经失去的神经功能。

南方+:修神经的逻辑在哪?

李:中枢神经有个最大的特点——它是不可再生、不可逆的。但它也有一定的增生能力,如果神经元胞体没有死亡,神经突触还是可以生长、增生的,但一旦胞体被破坏,就彻底无法再生了。每一个神经元不止有一份“正式工作”,可能还有一份“副业”——在必要的时候,比如这个神经元旁边原有负责一些功能的神经元被破坏时,这个神经元就可以启动“副业”,替代原有神经元的工作,帮助身体维持正常的功能。

南方+:在修神经的过程中,外带式装备发挥了什么作用?

李:修复和替代两者是可以同时推进的。没修好神经之前,就用外置装置实现替代功能,当中枢神经修复到一定程度,能够摘下外骨骼,自己的肢体也能自由地支配。现在,很多脊髓损伤相关产品,最基础的评价标准,就是患者经过脑机接口训练后,摘下气手套,自己的手居然能够重新活动了。

南方+:我的理解是,用它,是为了有一天不用它。

李:是的。“教练”跟“学生”早晚是要分开的。

修神经率先聚焦脑损伤

南方+:修神经的市场在哪?大吗?

李:我们的核心想法都是提供针对脑疾病诊治的技术和工具。脑机接口,就是其中一个非常有潜力的技术,所以产品围绕它在临床中的实际服务场景来推进的,目前主要是针对脑损伤患者,覆盖术前、术中、术后的全疾病周期服务,具体分为保护、修复、替代和治疗等方面。

当前,主要是针对运动中枢损伤,尤其是卒中和脊髓损伤的人。在中国,因各种原因导致运动功能障碍的患者,数量并不少,大概有上千万甚至几千万人。之所以聚焦这一块,核心是这类损伤的神经环路研究得比较清楚,同时也是临床需求最迫切的领域。运动失能患者突然失去运动功能,不仅自身承受巨大痛苦,对整个家庭、整个社会来说,都会带来沉重的负担,这是一个很现实的问题。

南方+:作为一种疗法,如何评估疗效?

李:我们现在和南方医科大学南方医院、珠江医院合作,寻找相关患者建立临床模型。我们必须明确告诉患者,他的损伤达到了什么程度,大概需要多长时间才能完成治疗、实现恢复,唯有这样,才能让患者更清晰地了解自身病情和治疗预期。判断神经修复是否有效,既可通过脑、肌电波前后对比,也结合具体的肢体功能指标评估,比如患者一开始连一个水杯都抓不住,经过脑机接口引导的训练后,抓握力逐步提升,能稳稳抓住水杯。

患者受伤后,先判定他的损伤部位、损伤时长,然后精准评估出修复方案。打个比喻,这和修车厂的逻辑很像,修的车多了,自然清楚不同的故障该怎么处理、需要多长时间能修好,做神经修复也是这个道理。

南方+:现在进展到什么阶段?

李:目前我们还在建立评估患者的损伤模型,要把模型真正建立好,关键是要做具体的疾病分型——针对某一类特定的疾病分型,收集一定数量患者的数据。现在我们刚起步,采集的患者案例还不太多。这块工作需要投入大量的人员和设备,必须系统、规范地去推进。行业内对于脑机接口的应用和治疗方向,本身就存在不同的看法,希望通过建立精准的临床预测模型,能为治疗方向提供科学支撑,也能让研究和产品更具说服力。

南方+:如何采集数据建立模型?

李:一方面针对有运动障碍的患者,让他们做核磁、脑磁以及脑电等无创技术,采集患者的相关数据;另一方面,也会做动物模型研究,比如建立猴子运动损伤模型。目前对于人类患者来说,只能通过无创技术采集数据。其中的难度在于,运动神经环路涉及多个脑区,同样是运动功能障碍,可能是不同脑区出现了故障,情况非常复杂。

南方+:相比脑机接口,修神经更不好落地。

李:脑控外设也存在很大的技术难点。给患者提供一个电子外挂式的辅助设备,患者肯定希望这个东西能好用、能用一辈子,但目前的技术水平还远达不到这个要求。比如植入体一些电极,工作的寿命都不长。而且,目前通过这些设备能采集到的脑信号信息量也不算多。

脑控外设方案,主要面临两个核心挑战:一是使用寿命能不能保证,不仅涉及植入体、电极的工作寿命,还包括患者身体对植入设备的排异反应;二是好不好控制、好不好用,毕竟设备最终是给患者用的,操作的便捷性、控制的精准度,直接影响患者的使用体验。

南方+:在很多人的设想里,可能会觉得服务脑损伤患者是一个中间形态,更希望未来能够让脑机接口走入千家万户,你会有这样的设想或者打算吗?

李:没有,从来没有想过。对于植入式来说这不大现实。关键是为什么要走进千家万户、谁需要、哪些是刚需?你有没有想过这个事情?我有胳膊有腿有嘴,我为什么要用。这些想法很多来自于搞计算机、搞人机交互的研究人员,使用无创的技术,比如用键盘鼠标以及语言输入。而我们研究植入式脑机接口的,特别是脑科学背景的,没人想过给所有人用这件事。我们是去解决医学痛点的,不是去服务“痒点”。何况还要考虑医疗风险,反正短期来说是不可能。

拓展精神治疗新可能

南方+:修复神经还要涉及到精神领域,这听起来很疯狂?

李:我以前最擅长的就是运动神经环路这一块,在这方面有相对资深的研究经验。针对精神障碍方面,我接触的就比较少了。但不可忽视的是,精神障碍患者的数量也非常多,甚至比运动功能障碍患者还要多。

脑机接口作为颠覆性技术,核心就是去尝试治疗那些目前没有好办法、甚至无法治疗的不治之症,精神障碍就属于这类情况。它之所以适合用于精神障碍治疗,核心在于它具备精准的靶向性。当然,精神障碍涉及的神经环路也比较复杂,和运动领域的神经环路有很大不同。

要推进精神障碍领域的脑机接口治疗研究,我想和一些基础研究实力雄厚的研究机构合作,比如南医大的脑科学团队。这些资源能够支撑我们开展面向重度精神障碍患者的探索。

南方+:部分病因都不清楚,治疗从何做起?

李:大家现在都还处于探索阶段,没有人敢拍胸口说“我百分之百能治好”。从我们的研究角度来看,脑病本质上都是神经环路的疾病。关键在于要找到患者异常时,相关的神经环路到底哪里出现了故障。

神经环路是一个运行的网络,一旦有故障点,整个网络的运行就会不畅。这其中就涉及到两个核心靶点:一个是采集信息的靶点,用来精准定位故障位置;另一个是进行调控的靶点,用来疏导故障环路。这就像洪水泛滥、河堤决堤一样,我们要做的就像是水利工程,修复神经环路,本质上就是疏通“神经河道”,让它重新恢复到正常的“流淌”状态。

当然,修复前后的神经环路,其实已经不一样了。就像河堤决堤后,重新修建会出现河道改道一样,修复后的神经环路也会形成新的路径,但关键不在于路径是否和原来一样,而在于让“河水”(神经信息)能够正常流过去。只要神经信息能正常传递,就说明治疗起到了效果,患者的相关功能就能得到恢复。

南方+:脑病的靶点是否清楚,毕竟个性化差异很大。

李:既然都是脑疾病,会不会有一些共同的靶点?就像黄河决堤,历史上总有一些口子容易决堤。其实行业内确实有热门靶点,有了它们,就有了明确的发力方向。

南方+:也不是一两个口子就能解决问题。

李:不大可能靠一两个靶点就能解决所有脑疾病的问题。毕竟有些问题,关键还是看整个神经环路的情况:如果每次都是同一个地方“决口”,那针对性处理这个靶点就可以;但如果是多个地方同时“决口”,多个靶点、多个脑区都有故障,那就要逐个处理、全面疏通,不能只盯着一个地方。

南方+:如果有明确靶点,直接吃药不就可以?

李:血脑屏障的穿透难度极大,药物即便能进入脑部,也是均匀分布的,靶向性非常差,无法精准作用于病变部位,更何况,药物代谢速度缓慢,通常以分钟甚至天为单位,这和神经活动毫秒级的传递速度相差甚远。

南方+:你如何看脑机接口的产业化?

李:虽然神经技术、脑机接口领域前景很好,也有很多人在探索,但如果说它一下子就能成为一个蓬勃发展的产业,我觉得可能还不在这个周期里。目前这个阶段,可能还是需要大家更深入地探索,先攻克众多的技术障碍,同时明确具体的临床需求,先找到一个可落地的应用场景,一步步稳步推进,而不是急于求成、追求大规模的蓬勃发展。

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南方+记者 黄锦辉

通讯员 胡琼珍 柯佳

编辑 王瑾 余佩
校对 梁飞飞
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