中國科學(xué)院院士趙繼宗： 腦機接口技術(shù)讓科幻照進現(xiàn)實
“隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷純熟、精進，腦機接口將成為神經(jīng)診療領(lǐng)域的一把利器，助力治療更精準高效，為患者帶去康復(fù)的希望。”中國科學(xué)院院士、國家神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床研究中心主任趙繼宗近日做客“向新而行·人民健康科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化”系列節(jié)目時說。
在節(jié)目中，趙繼宗針對腦機接口技術(shù)的實際應(yīng)用、成果轉(zhuǎn)化進展、產(chǎn)業(yè)多方協(xié)作等話題分享觀點，并鼓勵腦機接口領(lǐng)域的工作者在科研探索的“馬拉松賽”中保持恒心和韌性，為科技成果轉(zhuǎn)化開新局、拓新路。
科技“破冰” 開創(chuàng)神經(jīng)功能障礙診療新機遇
“大腦在活動時，其不同部位會發(fā)出不同的電波，可利用電極等裝備先將腦電波收集起來，再利用內(nèi)置芯片將腦電波進行轉(zhuǎn)換，進而傳輸?shù)侥X外設(shè)備上。通過特殊裝備將腦電波收集、轉(zhuǎn)換、再與外界相連的這套流程，是腦機接口的完整動作。”趙繼宗介紹，腦機接口目前有三類應(yīng)用方式：一是侵入式，將電極嵌入大腦皮層里；二是非侵入式，患者佩戴一個帶電極的頭盔，引流腦電波；三是半侵入式，將電極置于顱骨內(nèi)、硬腦膜外。
趙繼宗說，作為前沿醫(yī)學(xué)與科技的融合范例，腦機接口技術(shù)正展現(xiàn)出發(fā)展?jié)摿εc活力，為神經(jīng)系統(tǒng)疾病后功能障礙的患者診療帶來突破，“對于長期處于昏迷狀態(tài)或意識微弱的意識障礙患者，醫(yī)生憑借臨床經(jīng)驗很難判斷患者的康復(fù)率。腦機接口技術(shù)能夠幫助醫(yī)生判斷患者的殘存認知與情感反應(yīng)，還能制定具有針對性的康復(fù)治療方案”。他還提到，在腦卒中、腦外傷所致的偏癱、失語，阿爾茨海默病，脊髓損傷等神經(jīng)性疾病的臨床應(yīng)用上，腦機接口技術(shù)也發(fā)揮著積極作用。
在人工智能等現(xiàn)代技術(shù)的不斷迭代下，以腦機接口技術(shù)為代表的新力量正快速滲透于醫(yī)療行業(yè)。“意念打字、隔空取物等具有科幻感的場景，都得益于腦機接口技術(shù)的發(fā)展。盡管在臨床應(yīng)用方面仍處于試驗階段，但發(fā)展勢頭銳不可當。”趙繼宗相信，腦機接口技術(shù)將在轉(zhuǎn)化應(yīng)用中不斷成熟，成為臨床診療的得力助手。
中國科學(xué)院院士、國家神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床研究中心主任趙繼宗做客人民網(wǎng)。
縱橫聯(lián)動 多元融合共促技術(shù)創(chuàng)新
作為一項高度交叉、深度融合的綜合性工程，腦機接口技術(shù)的發(fā)展與突破絕非單一學(xué)科所能實現(xiàn)。從神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)研究到計算機科學(xué)的前沿探索，從材料科學(xué)的創(chuàng)新應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)工程的精密實踐，腦機接口技術(shù)全鏈條各環(huán)節(jié)均扮演著重要角色。
趙繼宗將參與到研發(fā)中的每一方比作精密的小齒輪，唯有全鏈條上所有的齒輪緊密咬合，才能推動腦機接口技術(shù)不斷進步。“神經(jīng)科醫(yī)生負責揭示大腦醫(yī)學(xué)機理，為腦機接口設(shè)計提供臨床支撐；計算機科研人員專注開發(fā)高效、安全的算法與數(shù)據(jù)處理技術(shù)，確保信息準確、快速地傳遞于腦機之間；材料科學(xué)家則不斷研發(fā)新型生物相容性材料，構(gòu)建穩(wěn)定、持久的接口界面；而生物醫(yī)學(xué)工程師需要通過技術(shù)整合，設(shè)計出符合人體特點的腦機接口系統(tǒng)”。
當前，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院和北京腦科學(xué)與類腦研究所就腦機接口臨床應(yīng)用開展深入合作研發(fā)。作為項目負責人，趙繼宗介紹了兩個單位如何打好成果轉(zhuǎn)化“合作戰(zhàn)”：“研究所承擔了前期多學(xué)科的各項基礎(chǔ)研究工作，確保完成制造腦機接口的相關(guān)設(shè)備；天壇醫(yī)院負責利用神經(jīng)學(xué)科優(yōu)勢，促進腦機接口技術(shù)在神經(jīng)內(nèi)科、神經(jīng)外科、影像麻醉、ICU等相關(guān)科室落地。由于各自專攻領(lǐng)域不同，在實踐中磨合成為學(xué)科間緊密合作、協(xié)同創(chuàng)新的‘粘合劑’。”
在加強基礎(chǔ)和臨床研究、推動多學(xué)科合作之余，趙繼宗也強調(diào)了企業(yè)參與其中的必要性，“科技蛻變?yōu)槌晒螅�需再通過生產(chǎn)成為產(chǎn)品，最終為病患送去健康福祉，企業(yè)的支持是加快這一轉(zhuǎn)化流程的必要條件之一”。
趙繼宗（左）就腦機接口、科技成果轉(zhuǎn)化等話題分享觀點。
育才引才 不斷提升團隊實力和水平
如果科研院所、醫(yī)療機構(gòu)和企業(yè)是科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化的孵化器，那么人才則是讓孵化器持續(xù)運作的源動力。培養(yǎng)“既可精專科、又可跨學(xué)科”的專業(yè)人才，對于推動腦機領(lǐng)域科研“開花結(jié)果”有著關(guān)鍵意義。
在趙繼宗看來，隨著我國對腦機接口領(lǐng)域的越發(fā)重視，這一專業(yè)正迎來人才儲備期。“多所高校先后成立了腦機接口相關(guān)學(xué)科或?qū)W院，不少醫(yī)學(xué)院校已逐步將人工智能課程納入基礎(chǔ)課程，還有一些理工科院校也積極涉足該領(lǐng)域，通過教學(xué)與研究雙軌并行，鼓勵學(xué)生深入探索腦機接口技術(shù)，為培養(yǎng)未來的腦機接口專家奠定基礎(chǔ)”。
以天壇醫(yī)院為例，趙繼宗介紹了醫(yī)院構(gòu)建腦機接口多學(xué)科團隊融合的路徑。“醫(yī)院規(guī)劃建立腦機接口專科病房，力爭整合神經(jīng)內(nèi)科、神經(jīng)外科、影像科、ICU、手術(shù)室、麻醉科等相關(guān)科室，以及計算機科學(xué)、材料科學(xué)、工程學(xué)科等理工科高端人才，共同組成科研與臨床緊密結(jié)合的團隊。此外，醫(yī)院還通過國際交流、人才引進等方式，不斷提升團隊實力與國際化水平”。
盡管腦機接口這一未來產(chǎn)業(yè)蘊藏很大潛能，但趙繼宗認為熱潮之下還需“冷思考”，“腦機接口技術(shù)的臨床應(yīng)用涉及復(fù)雜的倫理問題，其中包括治療對象的篩選、治療權(quán)限的界定、設(shè)備使用的合規(guī)性等，建議為腦機接口技術(shù)的臨床應(yīng)用提供清晰的法律邊界和倫理準則，更好保障患者安全、促進技術(shù)發(fā)展、推動成果轉(zhuǎn)化落地”。
