1월 29일, 수도 의과대학 Xuanwu 병원의 Zhao Guoguang 교수 팀과 Tsinghua University School of Medicine의 Hong Bo 교수 팀은 무선 최소 침습 뇌-컴퓨터 인터페이스의 임상 시험 진행 상황에 대한 요약 회의를 개최하여 세계 최초의 이식형 경막외 전극 뇌-컴퓨터 인터페이스가 경추 척수 손상으로 인한 사지 마비 환자의 행동 능력에 획기적인 진전을 이루었다고 발표했습니다.


무선 최소 침습 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스 NEO 시스템 및 생체 내 기계


Capital Medical University Xuanwu 병원의 Zhao Guoguang 교수 팀은 최초의 무선 최소 침습 뇌-컴퓨터 인터페이스 이식 수술을 수행했습니다.

뇌-컴퓨터 인터페이스 프로세서를 뇌에 이식한 최초의 환자는 54세 남성으로 교통사고로 경추 전체 척수 손상을 입었습니다(ASIA 등급 A). 그는 오랫동안 사지마비 환자였습니다. 2023년 10월 24일, 수도 의과대학 Xuanwu 병원의 Zhao Guoguang 교수 팀과 Tsinghua University School of Medicine의 Hong Bo 교수 팀이 공동으로 무선 최소 침습 뇌-컴퓨터 인터페이스 NEO(Neural Electronic Opportunity)의 첫 번째 임상 이식 시험을 완료했습니다. 신경외과 의사의 수술을 통해 고도 마비 환자의 두개골에 동전 두 개 크기의 뇌-컴퓨터 인터페이스 프로세서를 이식하고 감각운동 뇌 영역의 두개내 신경 신호를 성공적으로 수집했습니다. 환자는 수술 후 10일 만에 퇴원했다. 집에서 사용할 때 외부 기계는 두피를 통해 내부 기계에 전원을 공급하고 뇌에서 신경 신호를 수신하여 컴퓨터나 휴대폰으로 전송하여 뇌-컴퓨터 인터페이스 통신을 달성합니다.


최초의 고수준 하반신 마비 환자는 뇌에 경막외 칩을 이식한 후 무선 최소 침습 뇌-컴퓨터 인터페이스를 통해 뇌 제어 파지에 성공했습니다.

3개월 간의 가정 재활 훈련 후, 환자는 이제 뇌 전기 활동을 통해 공압 장갑을 구동하여 물 마시기 등 뇌 제어 기능을 독립적으로 실현할 수 있으며, 쥐는 정확도는 90% 이상입니다. 척수 손상 환자는 ASIA 임상 점수와 감각 유발 전위 측정에서 개선을 보였습니다.

뇌-컴퓨터 인터페이스 회사인 Neuralink의 첫 번째 제품인 "Telepathy"의 기술과 달리 이 프로젝트는 무선 최소 침습 분야에서 두 가지 주요 혁신을 달성했습니다. 한편으로는 뇌-컴퓨터 인터페이스 NEO를 이식하여 내부 기계를 두개골에 묻고 경막외 물질에 전극을 덮어 신경 조직을 손상시키지 않고 두개내 신호의 품질을 보장합니다. 반면에 근거리 무선 전원 공급 장치와 신호 전송을 사용하며 두개골에 이식된 내부 기계에는 배터리가 필요하지 않습니다. 이 무선 최소 침습 뇌-컴퓨터 인터페이스의 임상 시험은 2023년 4월 Xuanwu 병원의 검토를 통과했으며, 10월에 첫 번째 수술이 수행되었으며, 국제 및 국내 이식형 의료 기기 임상 시험 등록이 진행되었습니다(NCT05920174, Shanghai Medical Device Preparation 20230175).

뇌-컴퓨터 인터페이스는 뇌 신호를 기록하고 해석하여 뇌와 컴퓨터 사이의 직접적인 통신을 달성합니다. 한편으로는 ALS, 척수 손상, 간질과 같은 뇌 질환 환자의 회복을 도울 수 있습니다. 한편, 뇌-컴퓨터 융합 지능을 실현하고 인간 두뇌의 정보 처리 능력을 직접적으로 확장할 것으로 예상되며, 이는 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다.

팀 소개

자오궈광 교수팀

Zhao Guoguang 교수팀은 일찍부터 중국에서 뇌-컴퓨터 인터페이스의 응용 연구에 참여해 왔습니다. 2017년부터 미구엘(Miguel) 학자와 함께 뇌-컴퓨터 인터페이스 척수 손상에 대한 세계 최초 RCT 임상 등록 연구를 공동으로 진행해왔다. 간질에 대한 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스 임상 장치에 대한 중국 최초의 3상 임상 프로젝트를 주도하면서 현재 공동으로 개발 및 검증 중인 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스 및 폐쇄 루프 자극 수술 장치의 수가 6개에 달합니다. 신경외과 및 뇌-컴퓨터 인터페이스 분야에 대한 공헌으로 Zhao Guoguang 교수는 "베이징 학자"로 선정되었으며 뇌-컴퓨터 인터페이스 분야에서 "Huanao Scholar Award"도 수상했습니다. 그는 중국에서 이 상을 받은 유일한 임상의입니다.

홍보교수팀

홍보 교수팀은 뇌-컴퓨터 인터페이스 원리, 알고리즘, 임상 번역 등에 대한 연구를 오랫동안 수행해 왔다. 2015년 Gao Xiaorong 교수와 Gao Shangkai 팀은 두피 EEG 정상 상태 유발 잠재적인 뇌-컴퓨터 인터페이스에서 분당 319비트의 정보 전송 속도를 달성했습니다. 2021년 홍보 교수팀은 전임상 연구에서 무선 최소 침습 뇌-컴퓨터 인터페이스에서 20비트/분의 동등한 정보 전송 속도를 달성했는데, 이는 당시 유사한 국제 뇌-컴퓨터 인터페이스의 최고 수준을 초과했습니다.