仅凭意念就能行走、连触觉也能找回?首尔大学医院统筹300亿韩元“脑—机器人”BCI临床研究

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用脑信号驱动机器人并恢复感觉的技术,挑战脊髓损伤与脑卒中患者康复

双向脑—机器人(Brain-to-Robot)技术有望为脊髓损伤、外伤性脑损伤、脑卒中及帕金森病患者带来新的治疗可能性。图片来源:盖蒂图片库
双向脑—机器人(Brain-to-Robot)技术有望为脊髓损伤、外伤性脑损伤、脑卒中及帕金森病患者带来新的治疗可能性。图片来源:盖蒂图片库

仅凭意念就能驱动机器人双腿,甚至重新感受到脚底触地的感觉,这样的时代又向现实迈近了一步。韩国研究团队正着手开发“双向脑-机器人(Brain-to-Robot)”技术,通过人工方式重建中断的大脑与身体神经连接,帮助中枢神经系统损伤患者恢复运动与感觉功能。

首尔大学医院16日表示,医院参与作为跨部门尖端医疗器械研发项目旗舰课题推进的“双向Brain-to-Robot技术研发联合体”,并将统筹核心领域——脑-计算机接口(BCI)芯片植入临床试验。

该项目计划自2026年至2032年、为期7年投入总计约300亿韩元资金,其中包括国费202亿5000万韩元。外界期待,这将为脊髓损伤、外伤性脑损伤、脑卒中、帕金森病等仅靠既有治疗难以恢复的患者提供新的治疗可能性。

这项技术的关键在于,其目标不止于“用脑信号让机器人动起来”。项目拟分别在患者大脑植入用于读取行为意图的“解码电极”和用于传递感觉的“编码电极”,实现完整的双向系统:大脑驱动机器人运动,机器人获取的触觉与压力信息再回传至大脑。

例如,当患者产生“想走路”的念头时,脑信号会传至外骨骼机器人并带动双腿运动;与此同时,脚底踩地的感觉或指尖触感等信息也会再次传回大脑,使其被识别为真实感觉。本课题的目标,是完成一种完全双向的闭环(closed-loop)结构,将这一过程在数十微秒(百万分之一秒)内回传至患者大脑。 

用于中枢神经系统损伤后功能重建的双向Brain-to-Robot一体化架构。图片来源:首尔大学医院
用于中枢神经系统损伤后功能重建的双向Brain-to-Robot一体化架构。图片来源:首尔大学医院

首尔大学医院将在本项目中统筹脑-BCI芯片植入临床试验。神经外科白善河教授团队计划对高分辨率MRI、MRA、DTI、PET影像进行整合分析,按患者个体重建三维脑结构与血管图谱,并制定精密手术策略,将超高密度电极以小于1mm的误差范围植入运动皮层与感觉皮层。

该联合体汇聚了国内产学研医多方力量。牵头机构Angel Robotics负责全身型外骨骼机器人研发;大邱庆北科学技术院(DGIST)与Nside负责皮层植入型电极;韩国科学技术院(KAIST)负责躯体感觉传感器与人工智能(AI)信号处理。外骨骼机器人临床试验由延世大学附属塞弗兰斯医院牵头,并与江南塞弗兰斯医院、三星首尔医院、釜山大学医院共同实施。

研究分三阶段推进。第一阶段(2026~2027年)将 확보高密度电极与机器人核心技术;第二阶段(2028~2029年)将整合硬件与软件并启动人体临床;第三阶段(2030~2032年)则以将脑神经接口、AI与电动外骨骼机器人整合为一体的组合型医疗器械为目标,推进获得韩国食品药品安全处的许可审批并实现商业化。

首尔大学医院神经外科教授白善河表示:“本研究不仅是医疗器械开发,更是一项突破既有技术局限的重大项目。”他强调:“我们将全力推进临床研究,帮助因中枢神经系统损伤而失去运动功能的患者重新行动、重新感知,找回独立生活。”

(从左至右)KAIST孔庆哲教授、DGIST张庆仁教授、首尔大学医院白善河教授、塞弗兰斯医院罗东旭教授。图片来源:首尔大学医院提供
(从左至右)KAIST孔庆哲教授、DGIST张庆仁教授、首尔大学医院白善河教授、塞弗兰斯医院罗东旭教授。图片来源:首尔大学医院提供

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