林先生在联合团队指导下开展康复训练。

    加福民团队首创“三合一”微创脑脊接口技术。

    首例采用脑脊接口进行治疗的患者在做康复训练。

    “抬腿、迈步、站稳！”在8个摄像头的记录下，林先生扶住助行器，缓缓抬起腿——他曾被宣判“永远站不起来”，而今已能重新站立行走。

    近日，在复旦大学附属中山医院多学科团队紧密合作下，采用堪称革命性的微创脑脊接口技术，实现全球首例完全截瘫患者恢复站立行走。这也是中山医院作为全国首个获批的综合类国家医学中心建设项目单位，在打造上海国际医学科创中心过程中迈出的坚实一步。

    【首例】

    “不治之症”有治了

    瘫痪患者看到了希望之光

    脊髓损伤被称为“不治之症”，我国现存患者374万，每年新增约9万人，林先生就是长期深陷脊髓损伤阴霾患者群体中的一员。

    来自广东的林先生今年34岁，两年前，他不慎从近4米高的楼梯上跌落，导致胸椎椎体骨折并椎体脱位、脑出血。虽多方就诊治疗，但其双下肢截瘫的症状始终未见改善，只能依靠轮椅生活。

    今年林先生的人生在中山医院迎来转折。他成为中山医院汪昕教授、丁晶教授与复旦大学类脑智能科学与技术研究院加福民老师团队联合开展的《脑控闭环硬膜外电刺激用于脊髓损伤后下肢瘫痪患者的安全性和有效性》临床研究的首例受试者。

    加福民团队通过在患者脑部特定区域微创植入电极，精准采集大脑发出的运动信号，这些信号如同大脑发出的“行动指令”，承载着患者对下肢动作的意图。借助先进且复杂的算法对信号进行深度解码，将其转化为特定频率和强度的电刺激。最后这些电刺激通过植入脊髓相应区域的电极芯片，精准无误地作用于受损脊髓下方的神经组织，激活下肢指令性活动。这项脑脊接口技术，成功绕过受损的神经传导通路，巧妙搭建起“神经旁路”，开启了脊髓损伤治疗的全新篇章。

    中山医院多学科临床团队与复旦类脑研发团队携手组成脑脊接口联合攻关小组，经全面评估与检查，在准确定位的基础上，为林先生制定了一套“前所未有”全球首创方案：一次性立体定向颅内电极置入术与脊髓神经刺激电极置入术。1月8日，研究团队仅用时2小时通过一次性微创手术方式就完成了在脑内和脊髓硬膜外的关键调控部位精准置入电极。

    术后第1天，林先生的右腿就出现了缓慢的屈曲。

    第3天，他实现自主脑控状态下的双下肢运动。

    第10天，实现自主控制双侧下肢跨步行走。

    第49天，林先生已经可以在悬吊下独立使用助步器行走。他激动地说：“我终于再次体会到走路的感觉。”

    【解读】

    这项全球首创的

    微创脑脊接口“新”在哪

    3月4日是截瘫患者林先生接受脑脊接口手术的第55天，原本依靠轮椅生活的他重新走起来了。上周在术后49天的回访中，他惊喜地发现，自己抬腿所需的电刺激比出院时小了，行走时步子更大，步高也明显进步了。

    这一全球首创的微创脑脊接口成果，出自复旦大学类脑智能科学与技术研究院脑脊接口实验室加福民团队。

    今年1月至2月，加福民科研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，术后第一天，3位受试者都可以躺在床上自主抬左右腿。

    3月3日，全球首批第四例植入式脑脊接口临床概念验证手术在复旦大学附属华山医院成功完成。

    截瘫患者们的治疗效果甚至超出了团队的预期，“2家医院、4例手术的完成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。”加福民介绍。

    脊髓是连接大脑与外周神经的关键通路，脊髓一旦损伤，大脑运动指令无法到达脊髓，可能面临终身瘫痪，而之前大家一直认为神经损伤不可修复。脑脊接口通过重建大脑和脊髓的神经通路，有望使瘫痪患者恢复自主行走能力。

    加福民介绍，他们全球首创了微创脑脊接口技术，使用1毫米直径电极芯片替代了片状电极，创伤大大缩小，更具安全性。

    “正常人对外界刺激的反应时间为200毫秒左右，之前国外脑脊接口团队在人体试验中最快时间为1秒左右，我们在体外实验中已达到百毫秒量级，但在真实人体环境中会有所延迟，接下来我们的目标是与正常人的反应速度相同。”加福民说，脑脊接口最大的难点在于对脑电意图的解码需要实时，如果走路看到红灯过了两秒才停下，会给患者带来很大危害。他们研发的这一突破性低延时解码算法，加上高准确率，可以对患者的运动意图快速解码，基本符合临床应用要求。

    以往的脑脊接口至少有3个电极芯片，加福民团队首创了“三合一”脑脊接口系统硬件模块，将脑电采集与脊髓刺激设备整合为一台微型设备，仅4小时即可植入颅内，降低了手术风险，提高了系统稳定性。此外，自主研发的脑电解码算法，可实现高速响应体内在线解码。

    同样激动的还有复旦大学附属中山医院神经内科团队，首批3例患者都是在中山医院做的植入手术。在神经内科主任丁晶看来，第1例患者的康复进展是以天为单位不断刷新的。

    “第14天，我们看着他抬脚跨过障碍物，这证明从脑控到自主掌控下肢的切换速度非常快。”丁晶感慨。

    第2例患者小赵的下肢肌肉萎缩厉害，临床团队有些担心，他能顺利抬腿吗？但后来小赵也如愿站了起来。

    让加福民之前不敢想象的还有——关掉脑电时，前2例患者依然可以在微弱刺激下迈步。

    在他看来，脑控是基础，运动训练必须借助脑控，但神经重塑是一个长期过程，接下来脑控到一定程度时，他们会尝试关掉脑电解码，观察患者是否可以自主控制。

    这项全球首创技术对于我国374万、全球近2000万脊髓损伤患者而言，无疑是巨大的福音。

    据悉，下一阶段，在患者走得更稳健后，研发团队会适当增加“边走边计算”任务。这一创新会很快大规模临床试验吗？“我们的科学构想得到了验证，理论上可以复制推广，但我更希望‘闭关’一段时间，优化和迭代下一个版本。”加福民说，“呼吁更多力量一起参与技术加速迭代。”

    综合央视、《光明日报》、《解放日报》、复旦大学微信公众号