今年3月，國家醫(yī)保局正式發(fā)布《神經(jīng)系統(tǒng)醫(yī)療服務(wù)價(jià)格項(xiàng)目立項(xiàng)指南》，其中專門為雙向腦機(jī)接口新技術(shù)單獨(dú)立項(xiàng)，設(shè)立了“非侵入式腦機(jī)接口適配費(fèi)”和“無創(chuàng)神經(jīng)刺激治療費(fèi)”等價(jià)格條目。這標(biāo)志著腦機(jī)接口技術(shù)開始真正從實(shí)驗(yàn)室走入臨床，為臨床腦神經(jīng)精神相關(guān)疾病診斷和治療帶來新的變革。
“腦機(jī)接口技術(shù)蘊(yùn)含著治療抑郁癥新的希望?！北本┐髮W(xué)第六醫(yī)院（精神衛(wèi)生研究所）研究員閻浩看到這條消息后，暗暗給自己打氣：用類似新型設(shè)備探索抑郁癥等疾病診治的臨床試驗(yàn)要加速了，“可做的事真不少”。
故事要從4年前的一通電話說起。
一拍即合，他們決定試試看
2021年剛?cè)肭?，閻浩接到了一通電話，來電人是自動化所研究員左年明。自動化所和北京大學(xué)第六醫(yī)院有著多年的合作歷史，左年明找上門，她并不意外。
“他說想要試試用腦機(jī)接口技術(shù)診療抑郁癥?！遍惡聘嬖V《中國科學(xué)報(bào)》，她第一反應(yīng)是，這事兒已經(jīng)不新鮮了，目前已有經(jīng)顱電刺激、經(jīng)顱磁刺激和深部腦刺激等干預(yù)手段用于臨床治療，不過之前這些技術(shù)只是外部設(shè)備對人腦的調(diào)控，并沒有實(shí)現(xiàn)人腦與外部設(shè)備的雙向通信，還并非嚴(yán)格意義上的“腦機(jī)接口”。
“最大的挑戰(zhàn)是怎樣在無創(chuàng)條件下，精準(zhǔn)調(diào)控特定腦區(qū)，同時(shí)適應(yīng)患者的個(gè)體化治療需求?！遍惡普f。
憑著對自動化所的了解，她知道，左年明不會無故找到自己。果然，聽了他介紹的新技術(shù)，閻浩眼前一亮。
在領(lǐng)域已有各種調(diào)控手段之外，左年明的團(tuán)隊(duì)著重探索了另外一條技術(shù)路線：一款集成度更高、可穿戴的雙向腦機(jī)接口設(shè)備。特別地，這款設(shè)備非常小巧，總重量只有不到200克。
左年明告訴《中國科學(xué)報(bào)》，這項(xiàng)得到了國家重點(diǎn)項(xiàng)目特別資助的技術(shù)設(shè)備研發(fā)，目前還未見有國際同行有類似的成果報(bào)道。作為項(xiàng)目首席科學(xué)家，他希望這項(xiàng)持續(xù)多年的原創(chuàng)研發(fā)能盡快在臨床上發(fā)光發(fā)熱。
“我們團(tuán)隊(duì)從2018年就啟動了相關(guān)研究?！弊竽昝鹘榻B說，這是一種無創(chuàng)、可穿戴式、雙向腦機(jī)接口技術(shù)，患者佩戴對應(yīng)設(shè)備后，基于片上計(jì)算功能，能夠一站式實(shí)現(xiàn)對其腦神經(jīng)活動的檢測、識別和調(diào)控。更重要的是，這項(xiàng)技術(shù)在臨床上無需傳統(tǒng)的腦電帽及導(dǎo)電膏、“即戴即用”，小型化高度集成式的開發(fā)，讓臨床試驗(yàn)變得簡單易操作。
閻浩被打動了?？纱┐鞯男⌒突O(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)隨地、隨身的檢測治療，患者接受度更高，這正是臨床試驗(yàn)?zāi)酥廖磥砑彝セ蛏鐓^(qū)醫(yī)院普及推廣的關(guān)鍵。
她告訴《中國科學(xué)報(bào)》，無論是服藥還是做心理干預(yù)，抑郁癥患者常常因不能堅(jiān)持治療而貽誤病情。而傳統(tǒng)的腦電檢測或調(diào)控設(shè)備，一方面體積大、設(shè)計(jì)復(fù)雜且需要配備腦電帽，而且大部分只有單一檢測或調(diào)控的功能，所以也無法獲得個(gè)體受試者的腦活動從而實(shí)現(xiàn)個(gè)體化閉環(huán)調(diào)控，非常限制其在臨床上的應(yīng)用。如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化、可穿戴、雙向閉環(huán)，一直是個(gè)“大號攔路虎”。
“我們小型化、可穿戴的閉環(huán)設(shè)備，加上配套的電腦端或手機(jī)端軟件，患者即便是租借設(shè)備、居家治療，診治數(shù)據(jù)也會（在患者授權(quán)后）自動傳回醫(yī)院，這將大大降低病人持續(xù)接受治療的難度?！弊竽昝髡f，“而且，與傳統(tǒng)抗抑郁藥物需要4至6周才能顯現(xiàn)療效相比，神經(jīng)調(diào)控的起效時(shí)間可能會更具優(yōu)勢?！?/p>
兩人一拍即合，決定試試這款設(shè)備在臨床上的“成色”。
左年明正在測試設(shè)備。
想實(shí)現(xiàn)“不吃藥治療抑郁癥”
抑郁癥，是大家共同的敵人。
在牛津通識讀本《抑郁癥》一書的中譯本序言中，中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)第六醫(yī)院院長陸林這樣描述抑郁癥：“請想象有一只黑狗，緊隨在你的身邊。它以攝取你的所有情緒為食，之后它長得越來越高、越來越大，讓你難以擺脫它的糾纏……抑郁癥就是這樣一只黑狗。”
“它看似很常見，卻是僅次于癌癥的人類第二大殺手?！标懥址Q，根據(jù)世界衛(wèi)生組織的估算，全球有超過3億抑郁癥患者，而根據(jù)2019年我國精神疾病的流行病學(xué)調(diào)查研究結(jié)果，抑郁癥的終身患病率高達(dá)6.9%。不過，他也表示：“抑郁癥就像心靈上的一場感冒，和其他疾病一樣，是可以治愈的。”
“世界衛(wèi)生組織預(yù)測抑郁癥將在2030年成為全球社會負(fù)擔(dān)最重的疾病，也是我們團(tuán)隊(duì)一直關(guān)注的臨床應(yīng)用問題?！弊竽昝鞲嬖V《中國科學(xué)報(bào)》，他所在的研究團(tuán)隊(duì)對腦網(wǎng)絡(luò)、腦功能有許多研究積累，隨著腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展，他們琢磨著讓這些技術(shù)在應(yīng)用上“向前走一步”。
左年明認(rèn)真地跟記者說：“我們的設(shè)想是，快速、準(zhǔn)確、客觀地診斷抑郁癥，讓不吃藥治療也能抑郁癥成為可能?！?/p>
抑郁癥治療不用藥，可以，那就來點(diǎn)腦刺激——采用電流調(diào)控的方式治療抑郁癥等精神疾病，是神經(jīng)科學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)多年來的熱點(diǎn)。但是，傳統(tǒng)神經(jīng)調(diào)控存在明顯缺陷：調(diào)控方式主要根據(jù)醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)決定，包括調(diào)控的位置（靶區(qū)）及調(diào)控電流（幅值、頻率、相位），缺乏個(gè)體化閉環(huán)調(diào)控方式，無法做到“對癥下藥”，這也是近年來國際臨床醫(yī)學(xué)同行呼吁的核心問題。
“我們結(jié)合團(tuán)隊(duì)前期在抑郁癥腦網(wǎng)絡(luò)機(jī)制方面的研究積累，提出了個(gè)體化閉環(huán)調(diào)控的想法。”左年明介紹說，同時(shí)得益于團(tuán)隊(duì)成員在電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)、人工智能、腦科學(xué)等方面的交叉背景，他們研發(fā)了這款可穿戴的閉環(huán)調(diào)控設(shè)備。
所謂“閉環(huán)”，就是既能檢測診斷、也能實(shí)時(shí)個(gè)體化治療干預(yù)；體現(xiàn)在腦機(jī)接口設(shè)備上，就是同時(shí)兼具“控腦”和“腦控”兩種功能。
左年明介紹道：“腦機(jī)接口設(shè)備將大腦與外設(shè)建立聯(lián)系，可以實(shí)現(xiàn)腦與外部設(shè)備的信息交換。按照信息流的方向，可以分為‘腦控’和‘控腦’兩類。其中‘腦控’實(shí)現(xiàn)了將腦信號解碼給外部設(shè)備，‘控腦’則可以通過電、磁、聲、光、熱等手段，將物理能量寫入大腦來干預(yù)神經(jīng)元的活動，因此也叫神經(jīng)調(diào)控?！彼硎荆竽X的神經(jīng)元是個(gè)“積極分子”，會主動學(xué)習(xí)調(diào)整，通過電刺激等方式可以起到調(diào)節(jié)神經(jīng)活動、改變認(rèn)知行為的效果。相較于藥物治療，物理神經(jīng)調(diào)控一般來說觀察到的副作用更小。
而對于臨床腦疾病應(yīng)用來說，“雙向”腦機(jī)接口有望實(shí)現(xiàn)抑郁癥等疾病診斷“發(fā)現(xiàn)問題”到疾病治療“解決問題”的完整閉環(huán)。
“個(gè)體化的閉環(huán)調(diào)控一定是接下來的發(fā)展趨勢?！弊竽昝髡f，他一直對基于腦機(jī)接口的檢測診斷和物理治療有很高期待，這也是他找到閻浩尋求臨床合作的動因。
團(tuán)隊(duì)成員在調(diào)試設(shè)備。本文圖片均由受訪者提供
上臨床，有好消息
畢竟是實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的設(shè)備直接上臨床，左年明認(rèn)真地做了準(zhǔn)備。
“因?yàn)槭潜容^新的技術(shù)，北大六院也是國內(nèi)精神疾病診療的標(biāo)桿，所以臨床倫理委員會審核非常嚴(yán)格?！弊竽昝鞲嬖V《中國科學(xué)報(bào)》：“在臨床倫理審批中，專家們除了關(guān)注設(shè)備的安全性，也很關(guān)心設(shè)備相比本領(lǐng)域已有類似設(shè)備的差異化優(yōu)勢。我們都詳細(xì)呈現(xiàn)了相關(guān)的第三方檢驗(yàn)報(bào)告，以及閉環(huán)調(diào)控相關(guān)的參數(shù)優(yōu)勢?！?/p>
在順利通過倫理審查和獲得臨床試驗(yàn)許可后，接下來，就是“實(shí)戰(zhàn)”檢驗(yàn)了。
首先是抑郁癥患者的檢測識別。閻浩告訴記者，左年明團(tuán)隊(duì)提供的可穿戴腦機(jī)接口設(shè)備，能夠在無創(chuàng)、無需導(dǎo)電膏（使用鹽水電極）的快速穿戴條件下，準(zhǔn)確判別就診者是否為抑郁癥患者，“準(zhǔn)確率達(dá)到90%（以臨床標(biāo)準(zhǔn)量表診斷為參照）”。
“目前它能夠較好地區(qū)分健康人群和抑郁癥患者?！遍惡普f，從輕便型設(shè)備的角度出發(fā)，它的穩(wěn)定性表現(xiàn)不錯(cuò)，“貴在能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)采集的一致性”。
接下來，他們希望嘗試對抑郁癥患者進(jìn)行臨床分型及精準(zhǔn)干預(yù)治療?！熬珳?zhǔn)分型能夠幫助醫(yī)生更準(zhǔn)確地提供治療，包括腦刺激這種物理調(diào)控。”閻浩說，“抑郁癥患者的個(gè)體差異很大，精準(zhǔn)分型將直接影響干預(yù)效果?！?/p>
在左年明這里，抑郁癥患者的分類分型，其實(shí)就是“定量”——對腦信號的精準(zhǔn)解碼。
“腦信號解碼算法，對信號的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性都有較高要求，這是傳統(tǒng)的腦機(jī)接口的難題，而基于我們可穿戴的設(shè)備會更難，因?yàn)樾盘柾ǖ郎佟钌倥渲檬?通道或16通道?！弊竽昝鹘忉?。
不過，盡管難，團(tuán)隊(duì)也在基于他們小型化設(shè)備的情感障礙，尤其是抑郁癥診斷解碼方面下足了功夫，過程中還采用了人工智能技術(shù)，并形成了系列學(xué)術(shù)論文及技術(shù)發(fā)明專利。
但這方面的工作面臨的情況仍然復(fù)雜。閻浩告訴記者，包括抑郁癥在內(nèi)的情感障礙發(fā)生后，影響的是多個(gè)腦區(qū)；加之個(gè)體之間的差異，分類分型要照顧到的方面較多；而且即便是同一患者，在不同時(shí)間段、不同環(huán)境、不同情緒條件下測試，得到的結(jié)果也有所不同。
這些問題的存在，讓他們的臨床試驗(yàn)難以盡快走向大樣本?！霸谠\斷判別、干預(yù)治療這方面，我們還有許多工作要做?！遍惡普f，另外，干預(yù)治療由于需要一個(gè)周期才能評估療效（一般是在持續(xù)兩周以上；藥物治療的周期則一般為4~6周以上），采集大樣本數(shù)據(jù)也比較困難。
但仍然有好消息。
“從目前已有的20多例完整隨訪樣本來看，我們在常規(guī)用藥基礎(chǔ)上疊加調(diào)控，其效果比單純同樣用藥的效果要好很多，已經(jīng)超過了統(tǒng)計(jì)顯著性，這些初步結(jié)果給了我們很大的信心?！弊竽昝髡f。
他告訴記者，如今，他們正擴(kuò)大研究，在全國近十家醫(yī)院進(jìn)行更大樣本的采集，一方面想驗(yàn)證該診斷和個(gè)體化閉環(huán)調(diào)控方案的廣泛有效性，同時(shí)探索是否有更有效的個(gè)體化調(diào)控范式能更有效地治療抑郁癥。
“這可能需要用到基于個(gè)體化腦功能數(shù)據(jù)的數(shù)字孿生腦建模方式，以進(jìn)行腦網(wǎng)絡(luò)動態(tài)變化仿真計(jì)算評估?！弊竽昝髡雇?。
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