在腦部和脊髓植入電極芯片，搭建一條「神經旁路」，癱瘓患者有可能重新自主控制肌肉，恢復下肢站立及行走功能。

日前，復旦大學類腦智能科學與技術研究院青年教師加福民團隊研發了新一代用於脊髓損傷患者的植入式腦脊接口設備。相關項目「植入式腦脊接口關鍵技術與系統研製」，在約1400個參賽項目中脫穎而出，獲2024年全國顛覆性技術創新大賽優勝獎。據悉，該賽事由京津冀國家技術創新中心主辦，上海顛覆性技術創新中心、廣州顛覆性技術創新中心、黃埔創新學院協辦。

作為連接大腦與外周神經系統的「信息高速通道」，脊髓若受到損傷，大腦發出的指令就無法傳遞給肌肉，患者失去自主行動能力。如何使脊髓損傷致癱患者恢復運動能力，長期以來是醫學界重大難題。

由於神經損傷的不可逆性，目前針對脊髓損傷患者的治療手段效果有限。近年，有研究證實脊髓硬膜外電刺激可以重新激活神經肌肉活動，顯著促進脊髓損傷後的運動康復——2023年，瑞士洛桑聯邦理工學院團隊開展了腦脊接口研究，通過采集、解碼腦部信號並對脊髓下肢相關區域進行電刺激，實現了脊髓損傷部位神經突觸重塑，讓患者在沒有刺激的情況下也能自主控製癱瘓肌肉。

盡管瑞士團隊初步驗證腦脊接口實現脊髓損傷患者功能恢復的可能，但在腦電運動解碼、脊髓神經根個體化重建、系統集成與臨床應用等方面還存在許多不足。針對這些問題，加福民團隊開展新一代腦脊接口技術研發，該技術具有「高精準、高通量、高集成、低延時」的特點。

現有腦脊接口解決方案采用多設備植入模式，需要分別在大腦左右側運動皮層植入兩臺腦電采集設備、在脊髓植入一臺脊髓刺激設備。加福民團隊提出「三合一」的系統設計方案，將三臺設備集成為一臺顱骨植入式微型設備，減小患者術後創口的同時，也能實現采集與刺激一體化，對患者自主運動進行閉環調控。這個方案可將解碼過程由體外轉入體內，提高腦電信號采集穩定性和效率，最終實現百毫秒級別的解碼速度和刺激指令輸出——正常人的反應時間為200毫秒左右，這意味著未來，脊髓損傷患者的行走步態將更加自然。

《中國脊髓損傷者生活質量及疾病負擔調研報告2023版》顯示，中國現有脊髓損傷患者374萬人，每年新增脊髓損傷患者約9萬人。「如果讓癱瘓患者能站起來，這就是從0到1的突破。」加福民預計，腦脊接口技術從基礎研究到臨床轉化，起碼需要10年時間，他表示已經做好打持久戰的準備。

2020年，加福民全職加入復旦類腦院。從最開始帶著一兩個學生默默「鼓搗」腦脊接口，發展到現在，加福民的產學研團隊已近30人。他將這些年的研究歷程稱為「匍匐前進」，「遠離外界聲音，默默研究，直到看到癱瘓患者重新行走」。加福民在復旦-寶山科創中心和類腦院的大力支持下，積極組建腦脊接口實驗室，主要研究方向為脊髓損傷患者的下肢步行功能恢復與重建，並在此基礎上探索神經調控技術在多種適應癥上的應用潛力。

目前，團隊已初步完成脊髓時空刺激和腦脊接口關鍵技術的積累，並在動物上實現概念驗證，具備臨床應用的必要條件。預計今年年底，團隊將與國內三甲醫院相關專家合作開展首例臨床試驗。

下一階段，加福民計劃完成植入式腦脊接口關鍵技術的產品開發和臨床轉化。與此同時，持續研發針對脊髓損傷患者的系列神經調控新方法、新技術，如針對輕癥患者開發穿戴式神經調控裝備、多模態運動監測系統等，從更大範圍減輕脊髓損傷患者家庭和社會醫療負擔。

加福民團隊懷著「原創技術服務全球」的願景，希望通過研發三類有源植入式創新醫療器械，建立智能腦脊接口自主知識產權體系，讓全球2000萬脊髓損傷患者獲益。