首个脑科学实验室落户华山医院 中国脑机接口明

讯 2020年10月23日，陈天桥雒芊芊研究院（Tianqiao and Chrissy Chen Institute，TCCI）第一个脑科学前沿实验室，在大型神经医学中心上海华山医院虹桥院区落成投入使用。实验室包括了脑机接口、睡眠梦境、认知评估、数字医疗等多项内容，将以国际化和产业化为核心特色，进一步支持脑科学研究。

TCCI创始人陈天桥在落成仪式上致辞中说脑科学前沿实验室是TCCI进行脑科学研究的重要载体，也是TCCI捐助5亿人民币支持中国脑科学研究的重要一步。实验室在每个阶段都会聚焦特定的研究方向，向全国乃至全世界的科学家开放，提供资金、设备、临床等全方位资源的支持，力争在科研、人才培养、标准制定、产学研结合这4个方面取得成果。实验室重点支持两类项目，一是全球范围内的前沿研究，给予科学家充分的学术自由，如脑机接口、记忆存储、人工智能、梦境控制等，二是转化研究，比如最近致力于研究如何用数字手段提升大脑认知水平等。

华山医院院长、TCCI转化中心主任毛颖教授说，这一实验室将成为创新临床研究，以及成果孵化转化的一个重要基地。他透露，华山医院将率先开出认知评估中心，评估中心和神经外科、睡眠中心的临床和科研团队会第一批入驻实验室，共同探索用脑机接口、在线软件等新技术开展认知评估诊疗、睡眠障碍诊疗等。

上海市精神卫生中心副院长李春波透露，该院也正在和实验室积极推进抑郁症在线筛查等产品研发合作。

在实验室落成仪式上，TCCI邀请的多位海外知名专家分享了国际脑科学前沿研究的最新成果。

世界顶级医学院UC San Francisco 的神经工程中心主任、新当选美国国家医学院院士的Edard Chang教授解读了“读心术”的最新成果，采取植入式脑机接口技术解码语言信号，解码速度接近正常说话，准确率达到97%。同在UCSF的TCCI国际脑科学前沿实验室顾问Adam Gazzaley教授被称为全球数字技术治疗脑疾病第一人，讲解了治疗儿童多动症的游戏如何在全球第一个获得美国FDA批文。麻省理工学院媒体实验室执行委员会主席Pattie Maes教授展示了如何进行梦境控制的研究成果，让“盗梦空间”可能不再只局限于科幻小说。已经获得多张FDA批文的全球数字疗法先驱Pear Therapeutic公司CEO Corey McCan博士则介绍了数字疗法在治疗失眠、成瘾等多种疾病方面的重要作用。所有这些新技术都引起了大家的极大的兴趣。

之后，TCCI转化中心展示了在中国的部分科研成果

一只可爱的小老鼠，颅内植入了一片神经元几乎感受不到的超雹超柔、高通量神经信号采集芯片。当小鼠运动、进食时，与神经信号处理接口电路直接相连的电脑将实时反映其脑电信号的变化情况。这一由TCCI和关联单位投入巨资资助的科研项目，被称为中国的Neuralink，由中科院上海微系统所陶虎研究员团队和华山医院神经外科团队共同承担。陶虎说，这一自主原创柔性脑机接口在植入创伤、长期在体安全性等关键技术上已经达到甚至部分超越了Neuralink，即将开展国内首例柔性脑机接口临床试验，并将在神经外科落地，成为脑功能精准定位的利器。他还透露，该电极创新性地使用了丝蛋白这一中国古老材料，不仅植入时创伤小，而且植入后对人体更安全。

在睡眠和梦境实验室里，一位年轻男子躺在监测床上，全身密布电极、线路，这是传统用于睡眠障碍监测诊疗的PSG设备。而一边的年轻女孩，仅仅需要头上贴着一片薄薄的电极贴，就可以实时监测睡眠脑电、呼吸、心跳等多个重要指标。TCCI研究员、复旦大学睡眠诊疗中心主任于欢副教授介绍说，TCCI致力于研发家用的便携式睡眠设备，并通过与白噪声、嗅觉等数字化干预手段结合，提升健康人群的睡眠质量。中国著名公司优刻得提供了睡眠监测数据AI分析的支持。

在认知评估实验室里，5位受试者头戴脑电设备共同观看一段视频。起初，5人脑电活动差异很大，当出现令人愤怒的情节时，所有人脑电活动几乎高度一致，显示关注度和负面情绪达到了峰值，当出现了令人愉悦的情节时，5人脑电活动显示关注度和正面情绪达成峰值。TCCI研究员、上海市精神卫生中心杨志教授说，TCCI支持的这项研究致力于了解视频、游戏、音乐以及各类数字产品等对人脑认知和情绪的影响，取得了令人满意的结果。据悉，TCCI已和游戏达成了合作，共同研究游戏对大脑、认知的影响和促进。

老年认知障碍日益困扰社会，早发现早预防是目前最有效的手段。针对传统评估单调枯燥、耗时长等痛点，TCCI资助了用游戏进行老年痴呆筛查的研究并取得了重要成果，目前已经和盛趣游戏达成了深度合作，目标是成为中国第一个获得数字药物证书的游戏产品。TCCI研究员、华山医院黄延焱教授在和动作捕捉实验室现场展示了新版本，老年人可以在超市、餐厅、大楼等日常生活场景中，通过完成购物、点餐等任务，根据完成任务速度、准确性、行走路线等综合分析进行老年痴呆筛查，在数百人的试验中受到老人欢迎，取得了很好的效果。

TCCI还资助了嗅觉和情绪的项目研究，华山医院项蕾红教授介绍说，科研团队研究不同的嗅觉下上百人的脑电调查和量表研究，揭示了嗅觉和情绪之间在神经科学上的关联基矗

TCCI脑科学前沿实验室在设计上也和传统实验室有很大的差别，新颖、前卫，充满未来感又不失温馨，体现了有温度的科技这一理念。TCCI将继续专注前沿科技，整合国际资源，实现产业转化作为未来发展的重要方向，为人类探知大脑奥秘做出自己的贡献。

背景

陈天桥雒芊芊研究院（Tianqiao and Chrissy Chen Institute，TCCI）是由中国网络游戏、网络文学行业开创者盛大集团创始人陈天桥、雒芊芊夫妇私人出资10亿美元创建的，旨在支持、推进全球范围内脑科学研究，造福全人类。

2016年，TCCI与加州理工学院合作成立TCCI加州理工研究院，设脑机接口、社交与决策神经科学、系统神经科学、分子与细胞神经科学、大脑成像、神经科学教育等多个中心，重点关注大脑基础研究。

2018年，TCCI与上海市周良辅医学发展基金会合作成立上海陈天桥脑健康研究所，并与华山医院、上海市精神卫生中心建立战略合作，致力于提升脑健康和脑疾病治疗研究和成果转化。2019年，研究所升级为TCCI全球转化中心，发布了聚焦脑机接口、数字药物、睡眠三大领域，在科研、人才培养、标准制定、产学研结合四个方向突破的三横四纵战略。

部分国际学术交流内容

梦境控制

麻省理工学院梦境实验室的研究人员研发了两套设备，成功地实现了对梦境的调控。其中一款手套型设备，通过捕捉肌张力、心率和皮肤电活动等的变化来实现对睡眠阶段的识别。当用户进入半睡半醒状态时，设备会播放预先录制好的音频信息，并记录下用户可能做出的任何反应。研究表明，它除了能孵化梦境，也能用于通过梦境调控提高用户的创造力。另一套设备则过监测脑电、心率和皮肤电活动等来识别睡眠阶段，当用户进入慢波睡眠阶段时，会释放出一种预设的气味。研究表明，给予用户愉悦的气味刺激，能提高睡眠质量、增强记忆力。

数字疗法

数字疗法是利用由真实世界数据采集，算法以及面向病人的干预界面等几个部分组成的软件，改善认知功能、治疗疾病的新疗法。Pear Therapeutics作为数字疗法行业的领军者，拥有首个获FDA认证的用于治疗药物滥用障碍症的产品，以及首个获FDA预认证的针对慢性失眠症的产品。临床试验证明，这些产品不仅能达到比传统疗法更好的疗效，而且提高了医护人员和病人参与度。Pear Therapeutics目前还在研发用于治疗包括焦虑症、惊恐障碍症、精神分裂症和创伤后应激障碍等疾病的数字疗法产品。