让瘫痪者重新行走，复旦全球首创的脑脊接口技术如何跨越技术难点？

行走，本是再简单不过的事，对于千万瘫痪病人而言，几乎是遥不可及的梦。全球超过2000万人患有脊髓损伤，脊髓损伤导致的瘫痪，在医学界一直被视为“不治之症”。复旦一项重磅突破，正为瘫痪者带来新的希望。

3月3日20点，全球首批第4例、通过脑脊接口让瘫痪者重新行走的临床概念验证手术在复旦大学附属华山医院成功实施。

让瘫痪者再次站立和行走。这一跨越“不可能”的奇迹，源自复旦大学类脑智能科学与技术研究院加福民团队全球首创的“三合一”脑脊接口技术——通过微创手术在脑与脊髓间搭建“神经桥”，仅需4小时同步植入电极，术后24小时，在人工智能的辅助下患者即可恢复腿部运动。

加福民与中山医院联合团队研讨 复旦大学 供图

2025年1月-2月，该团队已联合复旦大学附属中山医院成功完成全球首批3例临床概念验证手术，严重脊髓损伤患者在两周内实现自主控腿、迈步行走，标志着脊髓损伤治疗迈入“神经功能重建”新纪元。

“让截瘫患者重新行走，是我最大的梦想。”加福民教授在接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者采访时表示。他希望通过植入式脑脊接口技术，在大脑和脊髓间搭建一条“神经桥”，采集、解码脑电信号，给特定神经根进行时空电刺激，让瘫痪者再次掌控自己的肢体，而非依靠外部设备。

加福民与团队博士生观看患者的脑电、肌电等康复数据。 澎湃新闻记者 鞠文韬 摄

加福民团队采取了“三合一”的方法，将多台设备集合为一台脑部植入式微型设备，不仅大大降低手术创伤，也有助于提高脑电信号采集的稳定性和效率，具有“高精准、高通量、高集成、低延时”的特点。采取微创手术，通过2个直径1毫米左右的电极芯片植入到运动脑区，脑部、脊髓的手术可以在4小时左右一次完成，手术效率较前者显著提高。

澎湃新闻记者了解到，首例接受脑脊手术的患者小林，于两年前从三米高的地方坠落，导致脊髓外伤后截瘫。瘫痪两年后，34岁的小林于今年1月8日接受脑脊手术，术后24小时内，他的左右腿便都能抬了起来。接下来的身体变化，更是快到以“天”计算：第3天就实现脑控状态下的双下肢自主运动；第10天，在重力悬吊支撑下可通过自身运动意图自主控制双侧下肢跨步；第14天，运动反应能力逐步提升，右腿可快速反应抬高跨越移动的障碍物，悬吊下独立使用站立架行走可超过5米。

1月20日，小林术后12天，正在联合团队指导下开展康复训练 复旦大学供图 李玲 摄

参与手术的临床医生，用“震撼”形容第一次看到小林站立的画面。对于脊髓损伤患者，远端肢体受到的影响最为严重，患者脚背翘起说明其踝关节活动正常，印证了脑脊接口使患者的神经通路得到重建。

2月底再回中山医院随访，小林的脊椎损伤感觉平面（身体两侧具有正常感觉功能的最低脊髓节段）有所下移，脚会发热出汗、有酥麻感，站的时候感到腿部肌肉收缩、大小便也开始有感觉……诸多变化令人欣喜。

同样感到重获新生的，还有来自河北的小赵、来自山东的小温，以及从塞尔维亚受伤辗转到华山手术的海员小周，他们分别在2月5日、2月25日、3月3日成功手术。

“这几位截瘫患者治疗效果符合甚至超出我们的预期，术后第一天，3位受试者都可以躺在床上自主抬左右腿。初步证明新一代脑脊接口方案的可行性。2家医院、4例手术的完成，也证明脑脊接口技术可复制可推广。这不仅是技术的胜利，更是瘫痪患者重获新生的开始。”加福民向记者介绍道，对于脑脊接口技术来说，脑电意图的解码如何达到高实时性是技术突破的难点。“如果解码不够实时，患者过马路等情境下可能因一两秒的差池而出现危险。我们的解决办法，就是设计一套运算速度快、运算能力准确、算力需求低的轻量级AI算法模型，为此团队花了近3年时间，才在算法层面实现了对大脑运动意图实时解码的突破。目前我们的技术在脑电解码实时性上，已经达到了300多毫秒的速度，之后会朝百毫秒的速度迈进。”

此外，每个人的脊髓生理结构都不一样，且人体运动非常复杂，站着抬腿和坐着抬腿的脑电信号都会有所差异。如何精准刺激脊髓特定神经根，是另一个难题。加福民团队搭建了电刺激参数-神经激活-肌肉骨骼运动仿真计算平台，根据仿真人受到电刺激后的仿真计算结果在电脑上调整参数，排除掉大多数无效刺激参数，效率大大提升。

如今，在患者康复训练现场，红外动捕摄像头用于实时记录患者步态。团队每天记录下患者的脑电、肌电和步态等康复数据，用于进一步优化仿真模型，随着模型不断优化，病人逐渐适应模型，就会越走越好。

“过去，大家熟悉的是国外的高端医疗器械国产化，但现在我们进入了‘无人区’，在全球首次实现了新一代原创性脑脊接口系统方案。”加福民说，下一步，仍将持续优化、迭代该技术，让更多脊椎损伤患者重获行走能力，未来如果通过植入脑脊接口，加上三五年的康复训练，患者的神经重新连接、得到重塑，最终可能会为患者摆脱设备，而不是终生依赖它。

脑脊接口项目是复旦大学脑机接口领域系列突破性成果之一。学校建立了神经调控与脑机接口研究中心，打造脑机接口交叉学科科研合作平台，构建了材料、芯片、人工智能到临床的全技术链条，正在建设融合前沿探索、科创转化与企业孵化为一体的脑机接口创新平台。复旦大学自由探索与交叉融合的科研文化正在孕育脑脊接口、人工视网膜、超时空分辨超声成像、人脑言语解码等一系列颠覆性技术的突破。

此外，脑脊技术的突破与迭代也离不开深度的医工交叉融合。真正地从临床发现问题，再由实验室实现突破，最终回到临床，这是深度推进医工交叉融合创新的正循环。临床试验期间，复旦大学附属中山医院曾为3位临床试验提供人员、场地等全方位保障。其间，加福民团队与神经内科、神经外科、康复医学科、影像科等多科室专家紧密配合，就临床试验方案开展多轮讨论。加福民表示，团队也计划继续联合复旦大学附属中山医院、附属华山医院等临床单位，开展更多脑脊接口临床概念验证工作，积累更多真实数据，进一步迭代算法，进一步完善“三合一”颅骨植入式脑脊接口微型设备，完成第三方产品型式检验，做好产品注册临床试验准备。

来源：澎湃新闻

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