脑干植入系统可自己生产整体提升脑机接口性能

2021-08-17 11:07:43

近日,上海交通大学医学院附属第九人民医院教授吴皓团队研发的“国产人工听觉脑干植入系统”完成成果转化签约,该成果以专利技术许可的方式进行转让。据介绍,第一款国产中枢人工听觉重建装置已研制成功,即将进入临床试验阶段。这标志着众多无法通过人工耳蜗重建听力的耳聋患者即将摆脱进口依赖,迎来“新声”。

这次创新项目成果的转化是典型的医研产协作成果。先由临床医生针对医疗需求、结合同类产品的应用反馈,进行产品顶层设计;随后由医工研发团队共同攻克技术瓶颈,如通过神经解剖和生理学研究确定了符合脑干耳蜗核结构特征的16导电极阵列结构,通过模拟手术创新地设计了便于操作的电极阵列3D定位嵴,通过术中听觉诱发电位记录实现耳蜗核精准定位,根据耳蜗核神经结构特性优化电信号刺激策略,整体提升脑机接口性能。

前期非人灵长类动物实验研究证实,该听觉脑干植入系统具有良好的听觉电生理性能和组织兼容性,能够满足临床需求。据悉,目前全球仅澳大利亚和奥地利有两款同类装置。

先天性耳聋是最常见的出生缺陷之一,发病率为1‰~3‰,其中有1/3是重度的听力下降,需要进行人工听觉重建。我国自2001年开展新生儿听力筛查项目以来,全国筛查率已超过80%,其中约92%的重度先天性耳聋患者通过植入人工耳蜗获得听觉和言语康复,进入正常学校读书,我国聋哑学校大幅度减少。但仍有8%的患儿由于有严重耳蜗或听神经发育异常,无法植入人工耳蜗,依然生活在无声世界,聋哑学校依然无法全部关闭。听觉脑干植入技术(ABI)的开展,有效地解决了这一世界性难题。

听觉脑干植入技术是通过刺激听觉通路的更上级神经元来产生听觉,但由于植入靶点位于脑干耳蜗核处,毗邻众多重要血管神经,技术难度极大,费用昂贵,国际上也仅有少数中心有能力开展该技术,导致该类产品始终难以进入国内临床。

吴皓介绍,“听觉脑干植入是解决先天性耳聋的最后一公里,属于侵入性脑机接口技术,但传统的侵入性脑机接口技术主要集中在运动神经系统,而该项研究针对的是特殊的听觉感受中枢,具有复杂的频率和强度编码,才能产生有意义的听觉和言语,未来随着脑机接口技术的发展,特别是人工智能和柔性电极的发展,听觉中枢植入将取得更多的突破性进展,临床效果也会越来越好。”

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