非侵入脑机接口助偏瘫患者抬手抓球,华中科技大学同济医院临床验证闭环训练机制

华中科技大学同济医学院附属同济医院近期完成非侵入式脑机接口康复试验,脑出血偏瘫患者熊先生通过佩戴100多枚电极的脑电帽,仅凭意念驱动气动手套完成抬手、抓握网球动作。该系统不需手术植入,依托中枢-外周闭...

人工智能

10月19日,华中科技大学同济医学院附属同济医院公布一项非侵入式脑机接口临床进展:一名因脑出血导致右侧肢体完全瘫痪的患者熊先生,在佩戴脑电帽并配合气动手套训练两个月后,首次实现意念驱动右手抬起15度并稳稳抓握网球。这一过程无需开颅、不植入电极,仅依靠头皮采集脑电信号与外部设备联动完成动作反馈。

熊先生一年前突发脑出血,大脑运动皮层至右臂的神经通路被彻底中断。意识清醒,肢体却无法响应指令——这是中风偏瘫患者的典型困境。传统康复手段难以修复已损毁的神经传导链,科研团队转向脑机接口路径,目标是构建一条“绕行”受损通路的新连接。

文章配图

所采用的系统由三部分构成:布满100余枚电极的脑电帽、实时解码算法的计算机终端,以及佩戴于患侧手部的气动手套。当患者集中注意力想象“抬手”或“握拳”,大脑运动皮层产生特定频段的微弱电信号;电极紧贴头皮捕获信号后,经导线传入计算机,毫秒级解码为运动意图指令;指令无线发送至气动手套,驱动其按预设模式辅助完成对应动作。

训练自2026年8月启动,每日固定时段进行。初期患者仅能感知微弱肌肉牵动,随重复练习,神经可塑性逐步显现:大脑在“意念—动作—反馈”闭环中强化关联,周边健康神经元开始代偿性接管运动控制功能。同济医院神经内科副主任医师张萍解释,该机制并非再生坏死神经元,而是通过持续刺激激活残存网络,促成大脑内部运动通路的重构。“每次意念触发肢体动作,都是一次对运动皮层的正向强化。”

值得注意的是,该方案属于典型的非侵入式脑机接口(non-invasive BCI),与侵入式、介入式形成技术光谱的两端。非侵入式优势在于零手术风险、易部署、适合长期康复场景;短板则是信号衰减严重——头皮、颅骨与脑脊液会滤除高频成分,空间分辨率受限,通常仅能识别粗粒度动作意图(如抬手 vs 握拳),难以支持精细操作(如单指独立屈伸)。

对比之下,武汉本地同期推进的另两条技术路线亦取得临床突破:2026年8月,同济医院完成华中首例全侵入式脑机接口手术,为高位截瘫患者胡女士植入256通道柔性电极芯片,术后一个月即实现意念操控光标玩俄罗斯方块;7月,武汉大学人民医院完成全球首例高分辨率半侵入式视网膜脑机接口验证,失明患者可辨识汉字并抓取物品。

三条路径并非替代关系,而呈分层应用格局:非侵入式面向轻中度运动障碍、康复期患者;介入式(如聚芯医疗联合广东省人民医院开展的血管内支架电极实验)介于两者之间,通过颈动脉/股动脉穿刺将电极送至上矢状窦,紧贴运动皮层采集颅内信号,不开颅但获更高信噪比;侵入式则服务于重症瘫痪、渐冻症晚期等需高带宽信号的群体。

武汉已成为国内少有的三类技术均落地临床的城市。据公开信息,当地累计开展脑机接口临床试验超60项,其中六成以上为外省企业委托验证。协和医院医工融合病房一年多收治超200名神经功能障碍患者;中南医院将非侵入BCI用于脑肿瘤术后康复,周期缩短近半;武大人民医院心血管科将其用于心源性猝死预警,受试者风险降低71%。

产业协同亦加速成型。光谷国际脑机接口创新中心于2026年6月投用,整合研发、医疗与转化环节;地铁2号线沿线串联起关键节点:金融港北站的衷华脑机专注高通量植入系统(6.5万通道双向),佛祖岭站的依瑞德量产经颅磁刺激设备,光谷广场周边沃亿生物、格林泰克攻关脑图谱与柔性电极——后者供应了行业约90%非侵入式系统的电极方案,包括神舟十七号航天员所用脑电帽。

政策层面,2026年3月“脑机接口”首次写入国务院政府工作报告,列为六大未来产业之一;10月19日,我国牵头制定的脑机接口参考架构国际标准由ISO/IEC正式发布,标志标准化进程进入新阶段。

技术挑战仍存。非侵入式系统对用户专注力要求高,个体差异显著;信号稳定性易受汗液、毛发干扰;长期训练依从性依赖患者动机与家庭支持。此外,当前多数系统尚未纳入医保,服务价格体系仍在探索中——武汉已率先出台全国首套脑机接口医疗服务价格目录,为规模化应用铺路。

熊先生在训练结束时说:“我终于感觉大脑和身体重新连上了。”这句话背后,是神经科学、工程学与临床医学交叉协作的阶段性成果。非侵入脑机接口虽不能逆转神经损伤,但为数百万中风偏瘫患者提供了“功能性重建”的现实可能:不是等待神经再生,而是教会大脑绕过断点,重掌身体主权。

随着算法优化、电极灵敏度提升及闭环反馈机制完善,这类系统有望从医院康复室走向社区与家庭场景,成为神经康复的标准辅助工具之一。而武汉凭借临床资源密集、医工融合紧密、产业链条完整的优势,正逐步确立其在全国脑机接口生态中的关键节点地位。