精准调节大脑神经活动 脑机接口光磁联合调控系统在汉首发
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2025-05-25 13:01:52
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湖北日报全媒记者 刘洁 黄洁如 通讯员 王丽娟 实习生 张宇姗

脑机接口是指将人脑与外部设备连接起来,实现人脑与外部设备之间的信息交互。简单来说,这种技术可以把大脑的想法转换成电脑可以理解的信号,或者把电脑的信号转换成大脑可以理解的指令,像在大脑和电脑之间架起一座桥梁。

当前,该技术正在一日千里地发展,特别是在医疗领域。数据显示,2024年我国脑机接口市场规模达32亿元,增长率为18.8%。值得注意的是,2024年我国非植入式脑机接口市场规模为26.3亿元,占整体市场规模的82%。非植入式脑机接口具有安全、无创的优势,受众群体更广泛,应用场景更丰富,发展潜力巨大。

从“单向干预”到“智能闭环”

5月24日,在2025年中国脑科学大会上,依瑞德集团、天津隧世等企业展示了前沿技术,无创脑机接口技术实现跨越突破。

交互式脑机-光磁联合调控系统:近红外脑功能成像(fNIRS)通过近红外光穿透头皮和颅骨,检测脑皮层中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化,实时反映局部脑区的神经活动和代谢状态。经颅磁刺激(TMS)则利用时变磁场穿透颅骨,产生感应电流刺激大脑皮层神经元,调节神经兴奋性。

两者联用,输出式脑机接口的近红外脑功能成像可实时监测输入式脑机接口、经颅磁刺激时特定脑区的血流动力学和代谢变化,实时动态评估刺激效果。经颅磁刺激根据近红外脑功能成像反馈的脑功能状态,动态调整刺激参数,实现对大脑神经活动的精准调节。

光磁联合调控系统,应用fNIRS-TMS一体化线圈。

磁电闭环调控系统创新融合重复经颅磁刺激与功能型电刺激,通过实时生物反馈控制,形成“中枢-外周”的精准闭环调控,为脑卒中、脊髓损伤及其他神经肌肉功能障碍患者及意识障碍患者提供新型、高效、个性化的康复治疗与科研应用。

体验者通过手臂抓握,诱发肌电反应。

体验者通过手臂抓握,诱发肌电反应,同时激发经颅磁刺激和手臂正中神经电刺激,实现中枢和外周的闭环治疗。

交互式脑机-磁电双向调控系统:无创输入型脑机通过非侵入性方式采集大脑信号(如电活动、血流变化等),将脑信号转化为外部设备指令。无创输入型脑机接口通过非侵入性方式向大脑传递外部刺激(如电、磁、光等),调节脑功能或传递信息。

输入与输出型脑机的结合,突破了传统无创脑机接口“单一采集”或“单一刺激”的局限,通过双向数据流动和动态反馈机制,实现对大脑功能的“精准刻画-定向干预-实时优化”。

体验者戴上脑电帽,通过运动想象触发经颅磁刺激治疗。

临床落地 从医疗场景到多元应用

以经颅磁、经颅电、脑电、近红外脑功能成像等为代表的无创脑机接口技术已经在医疗领域得到广泛应用。

以经颅磁刺激仪为例,2008年,美国FDA批准经颅磁刺激仪用于重度抑郁障碍的治疗。此后14年间,FDA又先后9次批准不同深度、频率、次数的经颅磁刺激用于治疗强迫性障碍、戒烟等。

在医学领域,脑电图被视为多种神经系统疾病诊断和评估的重要工具,尤其在癫痫、睡眠障碍、脑死亡等诊断中被广泛认可的“金标准”。

随着AI与多模态技术融合,无创脑机接口正向教育、工业、消费等领域渗透。例如,与VR结合的沉浸式学习系统、基于脑电波的自动驾驶干预技术等等。

资料显示,预计到2027年,中国无创脑机接口市场规模将突破45亿元,成为全球第二大市场。在技术突破与政策护航下,脑机接口产业将迎来更加广阔的发展空间。

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