行走，本是再簡單不過的事，對于千萬癱瘓病人而言，幾乎是遙不可及的夢。全球超過2000萬人患有脊髓損傷，脊髓損傷導致的癱瘓，在醫(yī)學界一直被視為“不治之癥”。復旦一項重磅突破，正為癱瘓者帶來新的希望。

3月3日20點，全球首批第4例、通過腦脊接口讓癱瘓者重新行走的臨床概念驗證手術在復旦大學附屬華山醫(yī)院成功實施。

讓癱瘓者再次站立和行走。這一跨越“不可能”的奇跡，源自復旦大學類腦智能科學與技術研究院加福民團隊全球首創(chuàng)的“三合一”腦脊接口技術——通過微創(chuàng)手術在腦與脊髓間搭建“神經(jīng)橋”，僅需4小時同步植入電極，術后24小時，在人工智能的輔助下患者即可恢復腿部運動。

澎湃新聞記者了解到，首例接受腦脊手術的患者小林，于兩年前從三米高的地方墜落，導致脊髓外傷后截癱。癱瘓兩年后，34歲的小林于今年1月8日接受腦脊手術，術后24小時內(nèi)，他的左右腿便都能抬了起來。接下來的身體變化，更是快到以“天”計算：第3天就實現(xiàn)腦控狀態(tài)下的雙下肢自主運動；第10天，在重力懸吊支撐下可通過自身運動意圖自主控制雙側下肢跨步；第14天，運動反應能力逐步提升，右腿可快速反應抬高跨越移動的障礙物，懸吊下獨立使用站立架行走可超過5米。

1月20日，小林術后12天，正在聯(lián)合團隊指導下開展康復訓練 復旦大學供圖 李玲 攝

參與手術的臨床醫(yī)生，用“震撼”形容第一次看到小林站立的畫面。對于脊髓損傷患者，遠端肢體受到的影響最為嚴重，患者腳背翹起說明其踝關節(jié)活動正常，印證了腦脊接口使患者的神經(jīng)通路得到重建。

2月底再回中山醫(yī)院隨訪，小林的脊椎損傷感覺平面（身體兩側具有正常感覺功能的最低脊髓節(jié)段）有所下移，腳會發(fā)熱出汗、有酥麻感，站的時候感到腿部肌肉收縮、大小便也開始有感覺……諸多變化令人欣喜。

同樣感到重獲新生的，還有來自河北的小趙、來自山東的小溫，以及從塞爾維亞受傷輾轉到華山手術的海員小周，他們分別在2月5日、2月25日、3月3日成功手術。

“這幾位截癱患者治療效果符合甚至超出我們的預期，術后第一天，3位受試者都可以躺在床上自主抬左右腿。初步證明新一代腦脊接口方案的可行性。2家醫(yī)院、4例手術的完成，也證明腦脊接口技術可復制可推廣。這不僅是技術的勝利，更是癱瘓患者重獲新生的開始?！奔痈Ｃ裣蛴浾呓榻B道，對于腦脊接口技術來說，腦電意圖的解碼如何達到高實時性是技術突破的難點?！叭绻獯a不夠?qū)崟r，患者過馬路等情境下可能因一兩秒的差池而出現(xiàn)危險。我們的解決辦法，就是設計一套運算速度快、運算能力準確、算力需求低的輕量級AI算法模型，為此團隊花了近3年時間，才在算法層面實現(xiàn)了對大腦運動意圖實時解碼的突破。目前我們的技術在腦電解碼實時性上，已經(jīng)達到了300多毫秒的速度，之后會朝百毫秒的速度邁進?！?/p>

此外，每個人的脊髓生理結構都不一樣，且人體運動非常復雜，站著抬腿和坐著抬腿的腦電信號都會有所差異。如何精準刺激脊髓特定神經(jīng)根，是另一個難題。加福民團隊搭建了電刺激參數(shù)-神經(jīng)激活-肌肉骨骼運動仿真計算平臺，根據(jù)仿真人受到電刺激后的仿真計算結果在電腦上調(diào)整參數(shù)，排除掉大多數(shù)無效刺激參數(shù)，效率大大提升。

如今，在患者康復訓練現(xiàn)場，紅外動捕攝像頭用于實時記錄患者步態(tài)。團隊每天記錄下患者的腦電、肌電和步態(tài)等康復數(shù)據(jù)，用于進一步優(yōu)化仿真模型，隨著模型不斷優(yōu)化，病人逐漸適應模型，就會越走越好。

“過去，大家熟悉的是國外的高端醫(yī)療器械國產(chǎn)化，但現(xiàn)在我們進入了‘無人區(qū)’，在全球首次實現(xiàn)了新一代原創(chuàng)性腦脊接口系統(tǒng)方案?！奔痈Ｃ裾f，下一步，仍將持續(xù)優(yōu)化、迭代該技術，讓更多脊椎損傷患者重獲行走能力，未來如果通過植入腦脊接口，加上三五年的康復訓練，患者的神經(jīng)重新連接、得到重塑，最終可能會為患者擺脫設備，而不是終生依賴它。

腦脊接口項目是復旦大學腦機接口領域系列突破性成果之一。學校建立了神經(jīng)調(diào)控與腦機接口研究中心，打造腦機接口交叉學科科研合作平臺，構建了材料、芯片、人工智能到臨床的全技術鏈條，正在建設融合前沿探索、科創(chuàng)轉化與企業(yè)孵化為一體的腦機接口創(chuàng)新平臺。復旦大學自由探索與交叉融合的科研文化正在孕育腦脊接口、人工視網(wǎng)膜、超時空分辨超聲成像、人腦言語解碼等一系列顛覆性技術的突破。

此外，腦脊技術的突破與迭代也離不開深度的醫(yī)工交叉融合。真正地從臨床發(fā)現(xiàn)問題，再由實驗室實現(xiàn)突破，最終回到臨床，這是深度推進醫(yī)工交叉融合創(chuàng)新的正循環(huán)。臨床試驗期間，復旦大學附屬中山醫(yī)院曾為3位臨床試驗提供人員、場地等全方位保障。其間，加福民團隊與神經(jīng)內(nèi)科、神經(jīng)外科、康復醫(yī)學科、影像科等多科室專家緊密配合，就臨床試驗方案開展多輪討論。加福民表示，團隊也計劃繼續(xù)聯(lián)合復旦大學附屬中山醫(yī)院、附屬華山醫(yī)院等臨床單位，開展更多腦脊接口臨床概念驗證工作，積累更多真實數(shù)據(jù)，進一步迭代算法，進一步完善“三合一”顱骨植入式腦脊接口微型設備，完成第三方產(chǎn)品型式檢驗，做好產(chǎn)品注冊臨床試驗準備。