唐洲平（左一）与团队成员讨论交流脑机接口帽大脑信号数据采集。 （同济医院供图）
湖北日报全媒记者 龙华
通讯员 田娟 邓国欢
“就像突然找回了失联的神经信号，虽然动作幅度只有15度，但我第一次真切感受到身体和大脑重建了连接。”6月19日，戴上脑机接口帽的熊先生感叹“意念成真”。
一年前，熊先生突发脑出血，虽及时手术捡回了性命，但上肢瘫痪一直无法康复。他抱着一线希望来到同济医院，尝试采用脑机接口技术找回自己的“手”。看到熊先生集中精神想象“抬手”动作，原本无法抬起的右手真的缓缓抬起，同济医院神经内科主任医师唐洲平百感交集：“这么多年的努力，值！”
“运用脑机接口技术改善脑神经功能受损患者的康复”，从一个大胆的设想到成为现实，唐洲平带领团队走了6年。
临床痛点让研发灵感乍现
作为一名从医30年的神经医学专业医生，几组数据让唐洲平刻骨铭心：脑部疾病仅占人类已知2万种疾病的1.5%，却造成了23%的疾病总负担；在中国每分钟都会出现一位新的脑出血患者，每年有约80万人深受其害。偏瘫是脑出血患者的主要后遗症之一，电疗、运动、理疗、针灸等传统康复手段，都依赖于患者自身的肢体活动能力，患者大脑的参与度不高，是一种被动训练，康复效果有限。
“能不能找到一种新的技术，让脑出血患者的大脑也充分参与到康复过程中，变被动为主动？”6年前，这个念头一直萦绕在唐洲平脑海。
恰在此时，唐洲平受邀参加一次活动，现场展示的一款脑机接口产品令他印象深刻：一只机器手在人的“意念”控制下，自如抓握物品。这个画面，在他的心里激起不小波澜。
“因为大脑与肢体之间的传导通路‘断’了，很多脑出血患者肢体无法听从大脑的指挥。运用脑机接口技术，研发一款设备，在大脑与外界之间架起一条‘信息高速公路’，连接起‘中断的脑回路’！”一个全新的思路，犹如一道电光，闪进他的脑海。
但原创性研发，是暗夜中的摸索前行。
“脑机接口”概念，1973年由美国计算机教授雅克·维达尔首次提出。这种变革性的人机交互技术，能在大脑与外部设备之间创建连接，实现“脑”与“机”的直接信息交换。然而，怎么实现与医学的融合，没有任何经验可循。
在医学“无人区”艰难跋涉
唐洲平和团队成员一道，“疯狂”地翻阅国内外文献资料，希望寻求理论支撑。但遍寻国际尖端医学书籍和文献，相关前沿研究少之又少。
他们是在医学“无人区”艰难跋涉。
在综合考虑后，团队选择非侵入式多模态脑机接口神经信号采集器作为研发方向。这属于无创操作，结合我国国情和人群接受度，有望更快应用于临床。
探寻—碰壁—再探寻—再碰壁，两年时间里，唐洲平的科研一直在焦灼状态中行进。
艰辛和痛苦超出预料：不舍昼夜，从五花八门的技术路径中“抽丝剥茧”，寻找采集大脑信息的最优技术方式；设备缺乏，购买一款重要进口仪器时遭遇外方“卡脖子”，只能迂回购进；实验室里灯火彻夜不息，耗时两个月完成脑电记录与近红外脑功能成像融合。
“放弃的念头不是没有。”最难熬的那段日子，唐洲平记忆犹新。此时，一名患者家属问他，老人偏瘫卧床5年，能试的康复手段都用了，还有办法吗？问话叩击到他心灵最柔软处。
唐洲平说：“与重症病人眼神交汇是最酸楚的触碰，那里有患者回归社会的热望，激励我迎难而上，坚持走下去！”
终于，光亮被一点点洞开。2023年12月，唐洲平团队研发的多模态大脑神经信号采集器样品问世，因为形态像帽子，大家为它取名“脑机接口帽”。它拥有两套信号采集系统，一套为电信号，32通道，覆盖头部主要区域，记录神经元的电活动；另一套是近红外信号采集系统，90通道，可以穿透头皮和颅骨，测量脑血流中的氧合血红蛋白，间接反映神经活动。两种信号结合，可以解决普通脑电帽采集信号来源单一、定位不准的弊端。
2024年1月，一个寂静的夜晚，唐洲平默默地拿起脑机接口帽戴在头上，他要亲身验证它的效果。
这顶布满探测头的特制帽子，相当于给大脑装上了一个“思维翻译机”。试验中，唐洲平在大脑中想象右手“拿杯子”，左脑相应区域会产生一个电信号，脑机接口帽捕捉到电信号后，进行“翻译”，然后再放大，转化为可视化的反馈显示在电脑屏幕上，形成“意图—执行—感知”的闭环。
“漫长的3天”后，一个令全体团队成员欣喜若狂的结果出炉了：脑机接口帽成功翻译感知“意念”！
其后，经过上百回挑灯夜战、数万次试验演算、反复在不同人群中进行验证，最终证实，多模态脑机接口帽能准确采集识别人脑信号。
在“生命至上”答卷上
破解患者最迫切的难题
“脑机接口的临床应用，承载的是生命至上、尊重科学的精神。‘无人区’里，白衣使者不应缺席。”唐洲平说。
今年4月，同济医院成为全国首批将脑机接口技术应用于脑出血上肢功能康复的医疗机构之一。唐洲平团队基于多模态脑机接口帽研发，申报的“一项基于运动想象的多模态脑机接口康复研究项目”通过医学伦理审查，并在中国临床试验注册中心备案，进入规模化临床试验阶段。6月5日，华中地区首个脑机接口门诊和研究型病房在同济医院启用。
从实验室到临床，脑机接口不同技术路线的医学研究正在该院并行探索。
胃肠外科胡俊波教授、王桂华教授团队自主研发出聚焦超声非侵入式脑机接口设备，完成全球首创基于脑机接口的慢性便秘治疗；康复科黄晓琳教授团队联合华中科技大学熊蔡华教授团队合作研发脑卒中智能外骨骼康复机器人，提出基于大脑指挥下的人眼运动信息的脑机接口技术，显著提升患者运动与认知功能；神经外科舒凯教授团队即将开展华中地区首例半侵入式脑机接口临床试验手术，改善脊髓损伤患者运动功能。
从3月31日发布全国首个脑机接口医疗服务价格，到设立华中首个脑机接口门诊，这项长期处于科研和实验室语境中的技术已在湖北加速从“科幻世界”走入现实。
“医学科研转化要面向世界科技前沿、面向人民生命健康。通过多年探索，脑机接口技术目前已进入临床阶段。同济医院将通过研究型病房、临床门诊、临床试验、院企实验室、成果转化、学术期刊六大板块联动，缩短从实验室到病床的距离，让更多患者享受到高科技的医疗服务。”唐洲平说，作为一名医生，目标不是追求“科幻级”应用，而是在“生命至上”的答卷上，破解患者最迫切的生存质量难题。
