研究團隊展示腦機接口裝置與腦組織關鍵解剖結構的混合現(xiàn)實全息影像。    （受訪者供圖）

湖北日報訊 （記者龍華、實習生季婕）戴上一副MR（混合現(xiàn)實）眼鏡，立刻擁有一雙透視眼“穿透”顱骨和腦組織，腦機接口電極與大腦皮層、腦部血管的三維空間位置關系“纖毫畢現(xiàn)”呈現(xiàn)在眼前。3月26日，華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院葉哲偉教授、周弘博士團隊與武漢衷華腦機融合科技發(fā)展有限公司聯(lián)合發(fā)布了全球首例微米級腦機接口多模態(tài)三維圖譜。該研究經(jīng)過教育部科技查新工作站科技查新報告顯示：綜合分析檢索到的國內外相關文獻，未見與該查新點相同的工作報道。這一突破性成果，標志著全球首次在微米級精度上，實現(xiàn)了腦機接口裝置與腦組織關鍵解剖結構的混合現(xiàn)實呈現(xiàn)。

對腦的研究，被稱作是自然科學的“終極疆域”，腦機接口則是揭秘腦科學的鑰匙。這一技術不僅為神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者提供新的治療選擇，還在認知增強、虛擬現(xiàn)實交互等領域展現(xiàn)巨大潛力。但如何為神經(jīng)血管密布、功能分區(qū)復雜的大腦構建一幅可視化的精密影像，是擺在腦機接口研究應用面前的一項重要基礎性工作。

“傳統(tǒng)醫(yī)學二維影像難以直觀展示腦機接口電極與腦組織功能分區(qū)、血管和顱骨的復雜空間關系，導致手術風險高、醫(yī)生學習時間長。”去年9月，葉哲偉團隊與衷華腦機研究團隊攜手，開始尋找為大腦“畫像”的方法。經(jīng)過6個多月的攻關，團隊在大鼠腦部視覺皮層植入多針微電極陣列后，采用術前、術中、術后多階段掃描策略，分別使用micro-CT和9.4T高場強磁共振實現(xiàn)了不同組織的微米級成像，再使用軟件將不同模態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)一，并通過混合現(xiàn)實技術為現(xiàn)實大腦“孿生”出一個虛擬的數(shù)字“兄弟”。

發(fā)布現(xiàn)場，團隊成員戴上MR眼鏡后，實驗大鼠的腦部全息投影成像，精準地“懸浮”在眼前，不同顏色標注的腦組織功能區(qū)與紅色血管組織交織，手指懸空輕觸全息影像即可進行數(shù)百倍的放大呈現(xiàn)特定腦區(qū)，旋轉、移動圖像，解剖結構關系一目了然。

“相較于傳統(tǒng)腦立體定位技術，新系統(tǒng)通過多模態(tài)微米級成像，能夠更精準直觀地呈現(xiàn)腦機接口裝置與大腦各功能區(qū)的三維空間位置關系?！比~哲偉介紹，這一系統(tǒng)能夠在三維空間直觀地展示微米級腦組織功能分區(qū)、顱骨、腦血管和腦機接口裝置的位置關系，為腦機接口的術前規(guī)劃、術中輔助和術后呈現(xiàn)提供精準指導，極大提高了腦機接口手術的精準性和安全性，為腦機接口的進一步深入研究以及醫(yī)生學習腦機接口應用開創(chuàng)了全新模式。

對于這項技術的臨床應用前景，葉哲偉說，未來可能為脊髓損傷、癲癇病灶定位以及深部腦刺激等腦機接口的高精度手術導航奠定基礎，為腦機接口的深度研究架起高維度可視化橋梁。