脑机接口技术在医学领域中的四大应用场景

　　脑机接口技术又称脑机融合感知技术，是一种完成大脑与外界信息交互的新型通信控制系统，用计算机、电级、芯片等外部设备和设备代替神经、肌肉等生理中介结构。这种新技术改变了传统的人机交互，融入了脑科学、神经科学、信息科学、材料科学、生物科学、专业规范、医学工程等多学科的专业知识，将生物意义上的大脑与人工智能产品融为一体，根据即时感知和翻译理念完成了设备与人类的信息交换。

　　目前，医疗卫生领域是脑机接口技术最大的应用商店之一。脑机接口技术开辟了非传统的大脑信息导出通道，可以实现大脑与外围设备的直接互动。为了为运动障碍或沟通障碍患者提供与外界沟通的可选方式，研究人员已经使用脑机接口技术，初步形成了一个用于实验室测试的软件。在不久的将来，相关产品有望在临床上得到广泛应用。随着现代科学对大脑结构和功能的不断探索，人们对视觉、听觉、运动、语言等脑神经区域的康复有了更深入的认识。

肢体运动障碍诊疗

　　引起肢体运动障碍的疾病有很多，如脑出血、脑挫伤、脑卒中等。，可引起患侧脑区相应的身体控制功能损伤。除上述疾病引起的运动功能障碍外，运动神经元损伤引起的肌萎缩侧索硬化(渐冻症)也是患者肌萎缩乏力的严重运动障碍。

　　在肢体运动阻碍诊疗行业，脑机接口技术的应用可以有效帮助患者改善疾病，提高生活质量，帮助治疗。具体来说，脑机接口技术有三个功能:改进、修复和替代。其中，脑机接口的改善有利于治疗脑挫伤、中风、癫痫等疾病。脑机接口的修复有利于对患有中风的上下肢运动功能障碍患者的康复治疗，促进患者修复运动皮层的神经可塑性。同时，脑机接口的修复也有助于修复肌肉无力、颈髓损伤等疾病的通信和控制。

　　脑机接口技术在肢体运动阻碍诊断和治疗中的应用主要有两种方法:一种是辅助脑机接口，即通过脑机接口设备获取患者的运动意图，从而控制义肢或外骨骼等外围设备;另一种是康复脑机接口，因为中枢系统具有延展性，使用脑机接口设备直接作用于大脑进行反复反馈刺激，可以增强神经元突触之间的联系，在一定程度上达到修复的目的。

精神疾病诊疗

　　近年来，精神疾病的发病率不断上升，越来越多的特定人群迫切需要改善精神和心理健康。以抑郁症为例，研究表明，近30%的抑郁症患者是难治性抑郁症，传统的药物治疗、物理治疗和认知行为治疗对这类抑郁症患者的治疗效果较差。随着脑机接口技术的发展，一些疑难精神疾病(如强迫症、抑郁症、精神分裂症等)的研究和诊断水平有望大大提高。).

　　脑机接口设备可以在输入式脑机接口等技术的基础上发挥神经调节作用，促进异常脑结构和延展性的积极发展，从而促进神经精神疾病的康复。

　　与其他生理信号相比，脑电信号可以带来更深入、更真实的情感信息。脑机接口设备可以通过学习算法获得脑电信号的特性，对各种心态(如悲伤、愤怒、恐惧、惊讶、快乐、宁静等)进行分析和分析。)，然后用于研究和辅助治疗神经精神疾病的发病机制，如抑郁症、焦虑症等。此外，脑机接口设备实施的神经反馈训练也可以在抑郁症、焦虑症等精神疾病的康复训练中发挥积极作用。

　　目前，越来越多的国内外科研机构和科技公司正在开展脑机接口技术相关研究，用于精神疾病的诊断和治疗。例如，马斯克的神经科学公司Neuralink致力于通过脑机接口技术处理精神分裂症、记忆力丧失等精神疾病。2020年12月，上海交通大学医学院附属瑞金医院脑机接口及神经调节中心正式成立，该中心首个临床脑机接口研究项目——“难治性抑郁症脑机接口神经调节与治疗临床实验”同时启动，希望通过多模态情绪脑机接口进行治疗。

意识与认知障碍诊疗

　　很多患者因颅脑外伤、脑卒中、缺血、缺氧性脑病等疾病而陷入昏迷，进而进入长期意识障碍，即植物人状态。目前，这类疾病患者没有系统规范的治疗方法。如何加速意识障碍患者的意识和认知功能修复已经成为亟待解决的临床问题之一。

　　根据脑机接口设备获取和分析患者的脑电信号，可以掌握患者的意识状态，完成意识障碍的诊断和评估，进行后期判断，甚至与意识障碍患者进行沟通。实际操作方法是:一般使用患者自己的名称、照片等信息，以噪音、图像、手感等为靶向刺激。，并以低概率发生，而其他无关刺激则以高概率随机发生;然后利用脑机接口设备获取患者受靶向刺激后的脑电信号，分析患者的意识状态。有些患者可能对靶向刺激有特定的反应，这种脑电交流有利于医生判断。

癫痫和神经发育障碍诊疗

　　癫痫病的诊断和治疗领域是脑机接口技术最早应用的领域之一。癫痫病与大脑皮质神经发育缺陷密切相关，其发作常见表现为电生理异常。脑电波一直是癫痫病诊断的重要指标。

　　随着脑功能和疾病相关探索的逐步深入，以及相关设备和技术的不断发展，脑机接口技术已经在癫痫诊疗行业得到了比较成熟的应用。实际操作方法如下:根据脑电波传输，判断癫痫患者的脑神经和疾病相关信号，对脑电级电刺激发出命令，引起患者功能区响应，然后通过切除、热凝、激光损伤等技术改善和治疗脑癫痫网络。

　　值得注意的是，除了医学领域，脑机接口技术在日常生活等其他领域也有很好的应用前景。例如，脑机接口技术可以通过测量和获取人脑中枢系统的信号来操作外部家居设备，也可以通过外部设备刺激神经系统和反馈神经系统来控制中枢系统，从而在人脑和外部设备之间形成一个神经反馈控制的闭环系统，完成人机或脑机的智能组合。

　　脑机接口技术被称为“人工智能的下一步”，其巨大的应用潜力吸引了研究人员的不懈努力。可以预见，脑机接口技术将在全球市场掀起新的科技浪潮。