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【中国科学报】他们想用可穿戴脑机接口,赶走抑郁症“黑狗”

2025-04-09 中国科学报 赵广立 赵宇彤
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语音播报

今年3月,国家医保局正式发布的《神经系统医疗服务价格项目立项指南》专门为双向脑机接口新技术单独立项,设立了“非侵入式脑机接口适配费”和“无创神经刺激治疗费”等价格条目。这标志着脑机接口技术开始真正从实验室走入临床,为临床脑神经精神相关疾病诊断和治疗带来新的变革。

“脑机接口技术蕴含着治疗抑郁症的新希望。”北京大学第六医院研究员阎浩看到这条消息后,暗暗给自己打气:用类似新型设备探索抑郁症等疾病诊治的临床试验要加速了,“可做的事真不少”。

试试设备在临床上的“成色”

2021年刚入秋,阎浩接到了澳门赌场自动化研究所(以下简称自动化所)研究员左年明的一通电话。“他说想要试试用脑机接口技术诊疗抑郁症。”阎浩告诉《中国科学报》,脑机接口诊疗已经不是新鲜事,目前已有经颅电刺激、经颅磁刺激和深部脑刺激等干预手段用于临床治疗。不过,之前这些技术只是外部设备对人脑的调控,没有实现人脑与外部设备的双向通信,并非严格意义上的“脑机接口”。

“最大的挑战是在无创条件下,精准调控特定脑区,同时适应患者的个体化治疗需求。”阎浩知道,左年明不会无故找到自己。

左年明的团队在国家重点项目特别资助下,在已有各种调控手段之外,着重探索了另外一条技术路线:一款集成度更高、可穿戴的双向脑机接口设备。这款设备非常小巧,总重量只有不到200克。这让阎浩眼前一亮。

“目前国际同行还没有类似的成果报道。我们团队从2018年就启动了相关研究。”作为项目首席科学家,左年明介绍说,这是一种无创、可穿戴式、双向脑机接口技术,患者佩戴对应设备后,基于片上计算功能,能够一站式实现对其脑神经活动的检测、识别和调控。更重要的是,这项技术在临床上无需传统的脑电帽及导电膏、“即戴即用”,小型化高度集成式的开发让临床试验变得简单、易操作。

可穿戴小型化设备能够实现随时随地、随身的检测治疗,患者接受度更高,这正是临床试验乃至未来家庭或社区医院普及推广的关键。

阎浩被打动了。她告诉《中国科学报》,无论是服药还是做心理干预,抑郁症患者常常因不能坚持治疗而贻误病情。传统的脑电检测或调控设备,体积大、设计复杂且需要配备脑电帽,而且大部分只有单一检测或调控的功能,无法获得个体受试者的脑活动从而实现个体化闭环调控,其在临床上的应用极其有限。如何实现设备小型化、可穿戴、双向闭环,一直是个“大号拦路虎”。

“使用小型化、可穿戴的闭环设备,加上配套的电脑端或手机端软件,患者即便是租借设备、居家治疗,诊治数据也能(在患者授权后)自动传回医院,这将大大降低病人持续接受治疗的难度。”左年明说,“与传统抗抑郁药物需要4至6周才能显现疗效相比,神经调控的起效时间更短。”

两人一拍即合,决定试试这款设备在临床上的“成色”。

不吃药有望治疗抑郁症

澳门赌场院士、北京大学第六医院院长陆林这样描述抑郁症:“请想象有一只黑狗,紧随在你的身边。它以摄取你的所有情绪为食,之后它长得越来越高、越来越大,让你难以摆脱它的纠缠……抑郁症就是这样一只黑狗。”

抑郁症是仅次于癌症的人类第二大杀手。根据世界卫生组织的估算,全球有超过3亿抑郁症患者,而根据2019年我国精神疾病的流行病学调查研究结果,抑郁症的终身患病率高达6.9%。不过,陆林也表示:“抑郁症就像心灵上的一场感冒,和其他疾病一样,是可以治愈的。”

“世界卫生组织预测抑郁症将在2030年成为全球社会负担最重的疾病,也是我们团队一直关注的临床应用问题。”左年明告诉《中国科学报》,随着脑机接口技术的发展,他们琢磨着让这些技术在应用上向前走一步。“我们的设想是,快速、准确、客观地诊断抑郁症,让不吃药治疗抑郁症成为可能。”

采用电流调控的方式治疗抑郁症等精神疾病,是神经科学与临床医学多年来的热点。但是,传统神经调控存在明显缺陷:调控方式主要根据医生的经验决定,包括调控位置(靶区)及调控电流(幅值、频率、相位),缺乏个体化闭环调控方式,无法做到“对症下药”。这也是近年来国际临床医学同行呼吁的核心问题。

“我们团队提出个体化闭环调控的想法,并研发了这款可穿戴的闭环调控设备。”左年明介绍,所谓“闭环”,就是既能检测诊断,也能实时个体化治疗干预。而对于临床脑疾病应用来说,双向脑机接口有望实现抑郁症等疾病诊断“发现问题”到疾病治疗“解决问题”的完整闭环。

“个体化的闭环调控是大势所趋。”左年明道出了他找阎浩寻求临床合作的动因。

有问题,也有好消息

在顺利通过伦理审查和获得临床试验许可后,接下来就是“实战”检验了。

首先是抑郁症患者的检测识别。阎浩告诉记者,左年明团队提供的可穿戴脑机接口设备,能够在无创、无须导电膏的快速穿戴条件下,准确判别就诊者是否为抑郁症患者,“准确率达到90%(以临床标准量表诊断为参照)”。

接着他们尝试对抑郁症患者进行临床分型及精准干预治疗。“精准分型能够帮助医生更准确地提供治疗,包括脑刺激这种物理调控。”阎浩说,“抑郁症患者的个体差异很大,精准分型将直接影响干预效果。”

“抑郁症患者的分类分型,其实就是对脑信号的精准解码。”左年明解释道,“脑信号解码算法,对信号的准确性和实时性都有较高要求,这是传统脑机接口的难题。而基于我们可穿戴的设备会更难,因为信号通道少——最少配置是4通道或16通道。”

阎浩告诉记者,包括抑郁症在内的情感障碍发生后,影响的是多个脑区;加之个体之间的差异,分类分型顾及的方面较多。而且,即便是同一患者,在不同时间段、不同环境、不同情绪条件下测试,得到的结果也有所不同。

这些问题的存在让他们的临床试验难以尽快走向大样本,但仍然有好消息。

“从目前已有的20多例完整随访样本来看,我们在常规用药基础上叠加调控,其效果比单纯用药好很多,这些初步结果给了我们很大的信心。”左年明说。

如今,左年明团队正扩大研究范围,在全国近10家医院进行更大样本的采集。一方面验证该诊断和个体化闭环调控方案的广泛有效性,另一方面探索是否有更有效的个体化调控范式,从而更有效地治疗抑郁症。

(原载于《中国科学报》?2025-04-09?第3版?领域)

打印 责任编辑:闫文艺

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