“阿凡达”的想象不是空谈？ | 专访浙二脑科中心主任张建民

“如果能够收集足够多的脑电波，并翻译成编程语言，我们是不是能像‘阿凡达’那样生存？”

这是张建民曾经遇到的采访问题，他认为理论上确会实现，但那是在未来。

现阶段，他只想通过脑机接口技术，控制癫痫病人发作，辅助卒中患者康复，帮助渐冻人与外界交流。

作为浙江大学医学院附属第二医院（下称浙医二院）脑科中心主任，张建民自认是“完美主义”——无论手术还是科研，他都希望追求尽善尽美。

他也知道这样做会累，但每每取得成绩时的成就感又无法替代。“就像外科手术成功后，病人恢复得非常好，那种成就感是不能去衡量的。”张建民说，这是艺术家般的追求与满足。

癫痫控制 狼真的来了么？

张建民是神经外科专业出身，重点关注脑血管方向。

2014年，张建民团队发现，美国同行正在尝试借助脑机接口技术控制癫痫发作。

这让自2006年起开始研究脑机接口技术的张建民团队颇为惊讶。他们当时就下定决心，要在国内尽快开展同类临床转化研究。

这个决定的促成，还源于临床需求。

我国拥有众多癫痫病人，其中大部分可通过药物治愈，小部分能借由外科手术切除病灶。但是，还有一些顽固性、复杂性的癫痫病人尚无有效治疗办法。

那么，脑机接口技术如何应用于癫痫治疗？张建民介绍，癫痫如同地震一样，发作之前会有先兆。假如能够识别大脑内癫痫的起始异常脑电，并给予反应性电刺激，将异常脑电波抑制下去，便极有可能解除癫痫发作。按此原理，识别癫痫的起始异常脑电，成为此项研究的第一步。

识别，意味着破解。

脑电以不同形式的电波发射出来，到底代表何种意思，还需要研究团队破解。“只有识别，才能读懂脑电的含义，才能够为我们所用。”

为此，张建民团队从大量临床病例中提取出脑电的特征性信号，并通过数学模型和算法，识别出与癫痫相关的脑电波种类，建立并验证预警系统，“如果系统预测狼要来了，我们就需要验证，到底是不是真的来了。”

顺利识别以后，下一步的研究重点在于刺激，亦即启动反应性电刺激抑制异常脑电。在这方面，张建民团队正在申报省重点研发计划，希望通过产学研结合，将研究成果产业化，推出我国自主创新的反应性电刺激设备，并应用到临床病人当中。

这是他们的奋斗目标之一。

浙医二院脑机接口实践案例：患者通过脑机接口比出剪刀

康复治疗 今天你升级了吗？

在癫痫治疗之外，张建民团队想到的第二个临床应用便是康复。

说到康复，先回顾一桩往事。

2011年，“最美妈妈”吴菊萍伸手接住从10楼坠下的女童妞妞，激起全国感动。经治疗后，妞妞生命得以挽回，但神经损伤相当严重。张建民团队临危受命，为妞妞悉心开展一系列康复治疗，帮助妞妞恢复良好。

这并不是孤案。在长期的临床诊疗中，张建民团队积累了丰富的康复治疗经验，也意识到许多问题。

“近年来，国家高度重视和改善脑血管防治。我国在脑血管治疗的技术、方法和理念等方面都有明显提高，防控能力也在逐步提升，但在后续的病人康复上还有很大问题。”

按照目前流程，临床医生只管治病开刀，康复工作由康复科负责，二者既存在时间上的先后割裂，在工作上也不能有效融合，往往会影响病人的康复效果。

“好不容易把病人救了下来，我们不希望这些病人失去行动力，给家庭和社会带来负担。所以，重视康复势在必行。”张建民认为，应积极推广合理的康复治疗训练，即早期开展的、个性化的、主动的康复训练。在此过程中，智能康复显得十分重要。

这一重要性，已经体现在了国家的科技规划当中。在2017年的国家重点研发计划里，项目《关于脑血管病的智能康复技术研发及应用》恰与张建民团队的研发兴趣不谋而合。

但要想拿到项目，还面临多方PK。另3家竞选单位全有康复背景，唯有张建民团队是神经外科背景，并获得专家评委组全票支持。在张建民看来，这是由于自己团队既长期关注脑血管病人的康复效果，也在长期工作中积累了相关经验。

而具体到智能化康复，张建民团队在脑机接口技术方面的多年积淀，又成为有力助益。“我们研究的一大部分，都在聚焦借助脑机接口技术智能化提高病人的康复效果。”

以中风病人为例。在张建民看来，中风病人只是传导通路受损，手脚完好却不能动弹。“借助外部的辅助康复设备，让病人自己用大脑的意念主动训练，比被动康复的效果要强。”张建民举起了例子，“正如学习一样，主动学习的小孩成绩往往很好，如果是被逼着学习，成绩则很难提升。康复也是一样的道理。”

但是，如何引导患者喜欢上主动康复，也需要花些心思。张建民说，其康复系统内设有奖励机制，让患者的康复训练如同打游戏一样，越积极完成康复活动，分值和级别就越高，如此吸引病人主动训练。

另外，张建民团队还会借助外部干预手段，帮助重塑大脑内部网络结构，从而提高病人康复效果。在这方面，张建民团队2017年曾摘得国家重点研发计划项目。

“这一研究的应用前景非常广阔。”病人有多少，需求就有多少，研究项目的价值就有多大。张建民充满信心又颇为期待。“假设我们的理念得到验证，就能为病人提供更好的智能康复设备，提高康复治疗效果。”

渐冻人 大脑讯息搞懂了吗？

渐冻人，是张建民团队对脑机接口的第三块临床应用。

如同前面说过的中风病人一样，渐冻人脑子清醒，生存意愿非常强烈，却眼睁睁看着自己的肌肉逐渐萎缩瘫痪。“甚至到最后，病人会发展到不能吃饭，不能呼吸，连眼珠都不能动的阶段。”

颇为心痛的张建民，试图借助脑机接口技术读取渐冻人的大脑信息，为其建立新的沟通渠道。

具体方法即植入电级。通过在渐冻人的大脑里植入电极，以获取其脑电信号，并在识别该脑电信号后通过电路传播出来指挥操作或表述。“我们想帮助渐冻人先实现一些小愿望，比如自己控制轮椅去看看大自然，与家人和外界进行顺畅的沟通与交流。”

总结来说，癫痫控制、康复治疗、渐冻人辅助操作的三方面应用，都是先进技术对临床实际问题的响应，也是临床问题对先进技术的激发。

“我想，脑机接口技术必须要真正能够解决问题，帮助病人。”张建民说。

毋庸置疑的是，脑机接口技术正处于热门时期，国内外研究热度颇高。但张建民团队基于浙江大学的平台，将先进技术能与临床产生密切结合，通过多学科的紧密合作，不仅在理论研究方面深度领先，还在临床应用方面效果喜人。“如果最后我们能够推出一款创新产品，那无论是社会效应，还是经济效应，都是非常大的，因为中国有这么多迫切需要的患者。”

但是，当研究真正进入临床实验环节后，还需要相当大的资金投入。张建民为此也在积极接洽投资方。“现在院内和院外都有许多方便科学家与投资方交流合作的平台，一些大企业也正在物色有哪些项目值得投资。”

“在我看来，年轻医生要把握前沿的医学发展趋势，并且思考先进技术到底在临床有何可用。”采访最后，张建民对青年医生提出了一点建议。“只做技术也不行，只看临床也不够，要用先进技术解决临床问题，让临床诊疗能力不断跃升。”