用意念也能写字？浙大二院正在破解一项世界级难题

张大伯正在进行试验。潮新闻记者 郑文 摄

在脑海里写字，一条条被脑机接口设备捕获的脑电波在计算机屏幕上不停跳动，这些波形，时而杂乱无章，时而有规律可循——3月下旬，在浙江大学脑机调控临床转化研究中心神经疾病分中心，研究团队正在抓紧破译与意念写字相关的大脑活动，最新研究成果将于近期对外公布。

这个成立仅2年多的研究中心，诞生过不少国内领先科研成果。走进中心所在地浙大二院，25张床位组成的专项病区，连接着前沿技术与临床实践；30多位科研人员，平均年龄不足40岁，却不惧难题；多项国家级、省级科研项目先后落地……为残障人士解决行动问题，是全球医学界都在攻坚的难题，这个中心为什么敢去挑战？

记者推开浙大二院解放路院区6号楼16楼神经外科病区大门，左手边的第一间病房有些特殊，除了病床，角落里摆放的计算机、显示屏和数据线等仪器设备，尤为显眼。病房的患者，是年过七旬的高位截瘫患者张大伯，也是一位脑机接口试验者，神经外科副主任朱君明正在一旁观察他的训练情况。

看到屏幕上出现汉字“于”，张大伯便全神贯注地在脑海里“写”下这个字，研究人员利用软件记录下实时脑电波数据；接着，下一个字，“个”……

意念写字的原理，不难理解：在脑海里写不同的字，脑电波各不相同，但是每个字对应的脑电波相对稳定。研究团队要做的，就是从无数杂乱无章的数据中寻找相对稳定的波形。这个“配对”过程，也是全世界科学家正在努力探索的。

这项研究，建立在脑机接口临床转化的基础之上，浙江很早便开始了“读心”的探索，脑机接口技术也已跻身世界先进水平——2006年，浙大团队实现电极植入大鼠脑部的动物导航系统，让大鼠按照指令走迷宫；2012年，在猴子脑中植入微电极阵列，使它能通过自身意念直接控制外部机械手臂完成勾、抓、捏、握等不同手势。最激动人心的时刻发生在2020年，团队在张大伯身上完成了我国首例侵入式脑机接口的临床转化研究，填补了国内空白。

从动物大脑，到人类大脑，这项技术到底难在哪？朱君明抽出一张白纸，一边比划图形，一边给记者解释。首先，在电极植入环节，为了将4毫米×4毫米大小的微电极阵列植入张大伯大脑皮层神经元的第5层，研究团队尝试了多种方式，太浅达不到效果，太深会损伤其他神经，最后利用步进为0.1毫米的手术机器人，将电极植入误差控制在0.5毫米以内。

张大伯正在进行试验。潮新闻记者 郑文 摄

挑战更大的是意念操控环节，一开始，研究团队尝试直接搬用国外已有的几套线性算法，效果都不太好。后来，他们创新引入非线性神经网络算法，自主研发了一套中国式解决方案。最终，张大伯成功通过脑机接口控制了机械手臂的三维运动。

张大伯今天状态不错，10多分钟就完成了训练，他说自从参加这项研究后，不再每天消沉，还定下了许多“小目标”。

这些改变，神经疾病分中心主任张建民看在眼里，他坚信，任何一项基础医学的最终目的都是为病人解决实际问题，中心“产学研”融合的发展模式，将带动浙江省神经疾病创新诊治水平的整体提升。

事实上，已经有许多神经疾病患者感受到了科技变革带来的新希望。正在上中学的癫痫患者小孙就是一位受益者。他的头上植入一个闭环神经刺激器，能够阻止癫痫发作。从2010年开始探索闭环神经刺激器的自主研发与临床转化，到2021年完成国内首例植入手术，研究团队在经历数次挫折与失败后，实现了从技术到产品、从基础到临床的层层突破。

目前，研究团队正在进行大规模临床试验，已经有来自全国各地的数十例临床患者接受闭环神经刺激器植入手术，并评估长期疗效。

有人不解，花那么多时间和精力去做这么一件事，值得吗？在朱君明看来，科研创新要想成功，获得同行的认可，甚至领跑行业，就必须付出比别人更多的心血，“科研就像登山，绝不能轻易退缩，要做‘从0到1’的开拓者。”

采访当天，朱君明还在出门诊，过了饭点仍有不少患者围着他咨询。他早已习惯了在门诊、手术、教学和科研的不同角色间，来回切换。这也是团队科研骨干们的工作常态。

“这个研究很‘酷’，不是吗？”见到熊心竹时，她正在聚精会神地处理实验数据。她今年24岁，加入团队刚满一年，主要负责对实验数据进行收集、分析和解码。

在这里，她和同事们遇到的问题都是全新的，没有前人的研究作为基础，全靠自己摸索。面对这样的挑战，她显得很兴奋，“这也是做科研最有趣的地方。”越来越多的年轻科研人员不怕难、不畏难，促成了研究团队在多个项目上先人一步。

采访接近尾声时，记者在中心一块展板前，看到了多位科研骨干的个人介绍，以及“吴文俊人工智能科学技术一等奖”等团队荣誉。在浙大二院党委书记王建安看来，这些荣誉背后，离不开团队成员的神经外科、电子工程、机械工程、计算机科学、生物医学等多学科背景的助力。

王建安表示，脑机接口领域的研究需要多学科紧密合作，而浙江大学的综合性大学特征为学科交叉打下了良好的基础。接下来，该中心还将重点聚焦难治性癫痫、帕金森病、抑郁症与强迫症、重度瘫痪等四类重大疑难疾病，加大力度推动脑机调控创新诊治研究。