北京
慕尼黑工業大學附屬醫院（TUM University Hospital）的一個團隊為一名頸部以下癱瘓的患者植入了腦機接口。這項歷時五小時的手術是歐洲首例。該設備將用于開展相關研究，有望在未來幫助患者恢復獨立生活能力并提高生活質量。科學家們尤其希望這位25歲的患者能夠僅憑意念控制智能手機和機械臂。目前，研究人員正在招募更多受試者。
“我希望能夠再次獨立進食飲水，并在日常生活中減少一些幫助，”邁克爾·梅林格（Michael Mehringer）說道。16歲時，他遭遇了一場嚴重的摩托車事故。隨后，他在醫院接受了14個月的治療，期間經歷了昏迷、重癥監護和多次手術。時至今日，他仍然四肢癱瘓。梅林格和他的家人是通過一篇報紙文章了解到慕尼黑工業大學附屬醫院正在開展的“人工智能輔助神經功能障礙”研究項目。 “我始終保持積極樂觀的態度，充滿希望。正是這種信念支撐著我不斷前行。我為自己能夠為推進研究做出貢獻而感到自豪，”他說道。
手術歷時五個多小時
經過充分的準備和計劃，慕尼黑工業大學醫院的神經外科團隊為一位四肢癱瘓患者植入了定制的腦機接口，手術歷時五個多小時。該設備的256個微電極能夠采集大腦中負責計劃和執行復雜抓握動作區域的信號。
“最大的挑戰在于如何以絕對的精度植入電極。這是獲得準確記錄并可靠測量腦信號的唯一途徑，”神經外科主任伯恩哈德·邁耶教授解釋道。
歐洲首例此類手術
“通過這次手術，我們首次在歐洲為一位四肢癱瘓患者植入了腦機接口，”轉化神經技術教授西蒙·雅各布說道。“我們很自豪能夠成為歐洲首家成功植入兩臺此類設備的學術機構。” 2022年，該團隊將一個植入體植入了一位患有語言障礙的中風患者體內，從而能夠繪制出她大腦健康右半球的語言處理圖譜。
解碼腦信號
手術完成后，研究階段正式啟動。梅林格和研究人員每周在實驗室會面兩次。一臺計算機通過端口與植入體連接。該系統從傳輸的信號中提取神經元活動。這些數據隨后被用于訓練人工智能算法，使其能夠將特定的腦活動模式與梅林格想要做出的動作關聯起來。慕尼黑工業大學（TUM）慕尼黑機器人與機器智能研究所（MIRMI）的團隊正是在此發揮作用。
第一步是利用解碼后的腦信號來控制屏幕上的光標或鼠標點擊。接下來，梅林格有望逐步學會控制機械臂來抓取物體。“我們并不期望人類去適應和學習如何操作機器人系統，而是專注于設計能夠識別人類意圖的系統，”團隊負責人梅麗莎·扎瓦利亞博士說道。經過幾周的訓練，該團隊取得了首個突破：當梅林格試圖跟隨屏幕上移動的光標時，研究人員能夠通過他的腦電信號判斷出他想要移動到哪里。
與美國研究中心競爭
在為重度肢體殘疾人士開發新解決方案的過程中，慕尼黑的研究人員認為自己與美國的科研機構存在直接競爭關系。雅各布表示，過去20年里，美國在腦機接口研究領域投入了大量資金。
“我們的目標是通過開展其他任何地方都無法實現的項目，來縮小歐洲和美國之間的差距。這需要將所有關鍵學科匯聚一堂：醫學、神經科學（包括人工智能）和工程學。在全球范圍內，很少有大學能像慕尼黑工業大學那樣有效地將這三個學科結合起來。”雅各布教授說道。
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