Čínsky Národný úrad pre zdravotnícke produkty nedávno udelil prvé regulačné schválenie na svete pre implantovateľné zariadenie s rozhraním mozog-počítač (BCI), čo predstavuje historický míľnik v oblasti medicínskych technológií. Tento prelom presúva BCI – dlho považované za vrchol interakcie človek-stroj – z laboratórneho výskumu do klinického využitia.
Technológia BCI, ktorú vedci prvýkrát preskúmali v 70. rokoch 20. storočia, vytvára priamu komunikáciu medzi mozgom a externými zariadeniami. „Základným princípom rozhrania mozog-počítač je vytvorenie informačnej cesty medzi mozgom a externým zariadením, ktorá obchádza periférne nervy alebo svaly,“ povedal Hong Bo, profesor na Fakulte biomedicínskeho inžinierstva na Univerzite Tsinghua.
Zhromažďovaním a interpretáciou neurónových elektrických signálov generovaných počas mozgovej aktivity a ich prekladom do akčných príkazov sú používatelia schopní ovládať externé zariadenia iba pomocou svojich myšlienok.
Novo schválený implantovateľný systém BCI na zlepšenie motorických funkcií ruky, nazvaný NEO, bol vyvinutý spoločne spoločnosťou Neuracle Technology (Shanghai) Co., Ltd. (Neuracle) a Fakultou biomedicínskeho inžinierstva na Univerzite Tsinghua.
„Pacientom s kvadruplégiou spôsobenou poraneniami krčnej miechy, ktorí nie sú schopní vykonávať uchopovacie pohyby prstami, implantujeme zariadenie veľkosti mince minimálne invazívnym zákrokom mimo tvrdej pleny,“ povedala Wang Yujing, produktová riaditeľka spoločnosti Neuracle.
„Systém zhromažďuje a dekóduje mozgové signály pacienta v reálnom čase, čo mu umožňuje ovládať pneumatickú rukavicu svojimi myšlienkami na vykonávanie činností, ako je uchopenie predmetov alebo pitie vody,“ dodala.
„Zo všetkých technických prístupov sa implantovateľné BCI všeobecne považujú za najnáročnejšie,“ poznamenala Wang. Priama implantácia elektród do mozgovej kôry so sebou nesie značné riziká a výzvy vrátane kraniotomie, dlhodobých reakcií biologického tkaniva, bezdrôtového prenosu údajov a bezpečného napájania.
V minulosti sa pacienti často spoliehali na káblové systémy s viditeľnými externými vodičmi na pripojenie mozgu k externým zariadeniam. Muming Poo, akademik Čínskej akadémie vied a riaditeľ Centra pre excelentnosť v oblasti mozgovej vedy a spravodajských technológií, poznamenal, že v posledných rokoch sa BCI posunuli smerom k miniaturizovaným čipom, rýchlejším dekódovacím algoritmom a prelomom v technológii vysoko presných elektród, pričom postupne prechádzajú z laboratórneho výskumu do klinického využitia.
Čína už dokončila desiatky klinických postupov. Údaje zo štúdií ukazujú, že všetci zúčastnení pacienti zaznamenali rôzne stupne zlepšenia schopnosti uchopenia, pričom niektorí dokonca vykazovali známky neurálnej remodelácie a čiastočného obnovenia ďalších neurálnych funkcií.
„Kľúčový klinický prielom spočíva v dosiahnutí stabilného získavania mozgových signálov prostredníctvom minimálne invazívnej implantácie mimo tvrdej pleny mozgovej, bez kontaktu s mozgovým tkanivom alebo poškodenia neurónov, pričom presne dekóduje motorické zámery pacientov, aby umožnil uchopenie a pitie,“ povedal Mao Ying, prezident nemocnice Huashan pridruženej k Fudanskej univerzite v Šanghaji.
V roku 2024 bol účastník klinickej štúdie s priezviskom Dong po tréningu schopný uchopiť pohár a piť samostatne pomocou myšlienkových povelov, s pomocou pneumatickej rukavice ovládanej systémom BCI.
„Toto boli činnosti, ktoré nebol schopný vykonávať odkedy utrpel poranenie miechy na vysokej úrovni,“ spomínal Mao. S ďalšou rehabilitáciou sa Dongovi nielen podarilo zdvíhať činky pomocou mysle, ale aj ručne napísal úhľadne tvarované čínske znaky pre „ďakujem“.
„Vidieť technológiu BCI preloženú do klinickej reality a skutočné zlepšenie života pacientov ma veľmi dojalo,“ povedal Mao.
Nedávno nemocnica Peking Tiantan a nemocnica Xuanwu, obe pridružené k Kapitolskej lekárskej univerzite, vykonali implantačné operácie s použitím inteligentného systému BCI „Beinao č. 1“. Ultratenké pole elektród, ľahké ako pierko a integrujúce 128 kanálov na získavanie signálu, bolo presne umiestnené v oblasti mozgu zodpovednej za pohyb ruky, čo pomohlo pacientom s poraneniami miechy zlepšiť motorické funkcie.
„Klinická prax ukázala, že BCI prinášajú hmatateľné zlepšenia pacientom s poraneniami miechy, mozgovou príhodou a inými ochoreniami,“ povedal Li Yuan, riaditeľ rozvoja obchodu v pekinskom startupe NeuCyber Neuro Tech.
Zariadenia BCI predstavujú komplexnú integráciu materiálovej vedy, návrhu čipov, algoritmov a rehabilitačných technológií. Expert poznamenal, že Čína už do značnej miery vybudovala kompletný priemyselný reťazec pokrývajúci segmenty pred aj po prúde, hoci sektor ako celok je stále v ranom štádiu. Očakáva sa, že schválenie kompletného zariadenia tentoraz stimuluje rast základných komponentov pred prúdom aj vývoja aplikácií po prúde.
V júli 2025 Čína vydala súbor usmernení zameraných na podporu inovatívneho rozvoja odvetvia BCI, ktoré vyzývajú na prelomové objavy v oblasti základného hardvéru a softvéru, vývoj vysokovýkonných produktov a urýchlenie aplikácií v reálnom svete. Peking, Šanghaj, Šan-tung a ďalšie regióny tiež zaviedli podporné politiky, ktoré pomáhajú podporovať priaznivý priemyselný ekosystém.
Podľa neúplných štatistík žije v Číne viac ako 3,7 milióna ľudí žijúcich s poraneniami miechy, pričom každý rok pribudne približne 90 000 nových prípadov, čo zdôrazňuje obrovský potenciál trhu pre BCI.
Niektoré inštitúcie predpovedali, že do roku 2027 dosiahne čínsky trh s BCI 5,58 miliardy juanov (818,46 milióna dolárov) s priemerným ročným rastom 20 percent. V tomto odvetví sa tiež všeobecne verí, že sektor je pripravený vstúpiť do fázy stabilného rastu, pričom hlavným motorom bude lekárska rehabilitácia, zatiaľ čo aplikácie sa postupne rozširujú do širších oblastí.
„Vďaka silnej politickej podpore, pokračujúcemu technologickému rozvoju, klesajúcim nákladom, rastúcemu povedomiu o trhu a zlepšujúcim sa regulačným rámcom sa očakáva, že BCI dosiahnu rozsiahlejšie komerčné využitie v priebehu nasledujúcich troch až piatich rokov, čo prinesie hmatateľné výhody väčšiemu počtu ľudí,“ povedal Li.
Celá debata | RSS tejto debaty