南開大學:校企協作融合資源,加速前沿科技創新
主持人:南開大學加速推動校企協作,讓高校前沿技術與面向市場的資源和需求深度融合,推動更多面向前沿、面向需求的原創成果加速涌現。來聽記者郭曦然的報道。
近日,全球第一例介入式腦機接口輔助人體運動功能修復試驗在我國完成,成功幫助一名腦卒中偏癱患者修復肢體運動功能。這爲腦卒中、漸凍症等運動功能障礙患者提供了康復希望。而領銜這一試驗的是南開大學人工智能學院教授段峰和他帶領的整個團隊。段峰介紹說:
(錄音:我們把支架電極從鎖骨靜脈下導入到患者腦的區域當中,把採集的放大器埋到胸大肌下,這樣基於它的運動意圖,採集到相應的腦電信號,刺激他的手部的肌肉進行運動。)
段峰團隊掌握的介入腦機接口技術,是腦機接口技術的一條新賽道——採集電路通過血管進入腦區,避免了開顱手術的風險,信號也比非侵入式更穩定,特別適合康復治療使用。這項技術,團隊從2013年就已開始攻關。段峰說:
(錄音:最原始其實是要給人做康復。常規的半身不遂,把血栓取出來了,做康復治療能恢復一些功能,半拉身子就動不了,那是太痛苦了。)
一開始,團隊從通過腦電帽採集腦電信號的非侵入式技術路線入手攻關,但很快發現,這一方式存在患者疲勞、信號不穩定等問題。這時,與上市醫療企業心瑋醫療的合作給了團隊新的方向。南開大學人工智能學院博士王文志說:
(錄音:19年的時候我們和心瑋合作,共同研發了全程顯影的支架,在支架加上顯影點,能不能夠用血栓支架加電極來採集腦電信號,通過血管繞開你頭皮頭骨進入到我想要的區域。)
創意另闢蹊徑,原理似乎不復雜,但團隊要解決的是巨量的工程問題,和大量的資金需求。王文志說:
(錄音:我們是一個新的技術,前期沒辦法去立項,沒有辦法通過國家的經費來做。但是大批量的去進行動物實驗,芯片的打磨,都是需要成本的。心瑋醫療和我們是簽訂共同開發合同,出資同時提供必備耗材,我們的核心技術在支架上進行驗證。)
企業提供了市場需求和研發資金,接下來就是團隊艱苦研發的過程。要把傳感器通過極細的腦部支架導絲,附着在腦血管壁上,傳感器就要儘可能輕、小、穩定長壽,但還要確保信號穩定,而且附着在血管壁上不流動,從材料選擇到尺寸,都需要大量的試驗和試錯。南開大學人工智能學院博士李思寧說:
(錄音:當時爲了確定這個尺寸,做了大半年的試驗去確定他的安全性。壓混……)
最終定型的傳感器,大小達到微米級,約爲頭髮絲三分之一。就是用這樣大量的實驗,設備供能、信號採集等難題被逐一攻克。2023年完成全球首例非靈長類動物腦機接口康復實驗,2024年完成全球首例取出裝置的實驗。2025年,團隊獲批人體臨牀測試,這項技術進一步走向應用。段峰說:
(錄音:找了30多家醫院,也找了好多的患者,但是患者最開始很少有樂意吃螃蟹的,其實他手術從難度上並不是那麼難的一個事情。我們免了很多費用,就是我們要搭好多錢了。)
幾經波折,團隊終於找到了願意參與試驗的患者。這位患者67歲,三次腦卒中,但很渴望恢復運動能力。段峰說:
(錄音:肢體有半年多基本上動不了了,有些肌肉萎縮。術後可以打開藥瓶,基本的抓握功能是實現了。目前正在康復過程當中。)
眼下,段峰團隊正在準備下一批次的試驗,他們希望以這項技術,爲腦卒中後遺症、脊髓損傷、漸凍症等運動功能障礙患者提供更多康復希望。南開大學黨委書記楊慶山表示:
(錄音:我們要發揚日新月異的精神,敢於創新,善於創新,進行原創性引領性科研攻關,在服務國家重大戰略需求,構建中國自主知識體系,培養造就拔尖創新人才等時代使命當中,展現南開擔當。)