罗莎 贺立异 陈伟
类脑人工智能、脑机接口,这些科幻电影中的概念,如今已进入我们的真实生活。
在四川成都前沿类脑人工智能创新中心,电子科技大学生命科学与技术学院教授徐鹏轻轻拂过那顶看似普通的无线干电极脑电帽,帽檐下隐藏的干电极就像8个“爪子”,触角可以轻松透过头发与头皮接触。开启监测后,屏幕上的脑电信息随着监测波动,并在后台形成准确率达91.67%的专业报告;另一个“∞”形状的靶向经颅磁治疗仪,则通过人工智能定位患儿脑部异常神经环路,就像为大脑做一场无声的调音,用磁脉冲精准调控认知功能,让紊乱的神经重回和谐乐章。
5月16日,第七次全国自强模范暨助残先进表彰大会在北京召开,徐鹏作为全国残疾人工作先进个人代表参会,并以“让科技创新既有高度更有温度”为题作交流发言。
从爱“脑电”到让“脑电”爱人
徐鹏本科攻读生物医学工程时,学科交叉的魅力让他决心以此为终身事业。在电子科技大学(以下简称“电子科大”)读研时,导师尧德中教授将地球物理研究应用到脑电领域的经历,让他对生命科学的未解之谜产生浓厚兴趣,通过研究脑电认识大脑,能为机器学习带来灵感,让电子设备更智能。
徐鹏修读了诸多电子类课程,手握研究工具,思考着电子信息与人脑研究的结合。2007年,他赴美国加州大学洛杉矶分校做博士后研究,学成后选择回到母校,继续深耕脑电领域。虽然当时看来是冷门,但他笃信该领域是基础研究与产业的结合,很多成果能落地实现。
2019年,当得知我国的孤独症发病率已达0.7%—1.0%,全国有超过1400万孤独症谱系障碍人群,其中0至14岁的儿童有300万左右,且发病率呈上升趋势时,他意识到脑机接口技术不应局限于运动康复,更应向精神疾病领域延伸。
“最初的研究方向是运动功能解码,但一位孤独症患儿家长的求助,彻底改变了我的研究轨迹。”徐鹏回忆道,一位家长攥着他的手,眼中噙着泪水恳求道:“我的孩子确诊了孤独症,您是脑科学专家,一定有办法帮助他。”那一刻,徐鹏感受到的不仅是信任,更是沉甸甸的责任。
得益于电子科大对医工交叉研究的推动,徐鹏带领脑机接口团队与学校生命学院段旭君教授的脑影像团队一道,与一直试图从脑电波中寻找规律的电子科大计算机专业博士冯睿开展紧密合作,致力于利用AI+脑机接口技术攻克孤独症诊疗难题,将实验室技术推向临床。
2021年12月3日国际残疾人日这天,团队开展了首次“科技点亮新希望”公益活动,将脑部评估技术和精准调控技术应用到30名孤独症儿童身上,有效率超过80%。这一阶段性的成功让徐鹏、冯睿和团队伙伴决心跨界创业。
“这不是追热点,而是解痛点。”徐鹏说,正是在这些真实的需求呼唤下,成都前沿类脑人工智能创新中心应运而生。
无线干电极脑电记录仪
从“水土不服”到全球领先
投身孤独症诊疗领域,意味着从零开始。徐鹏团队最初将成熟算法迁移至孤独症脑电分析时,就遭遇了“水土不服”。“脑电信号的复杂性远超预期,脑电数据信噪比极低,就像从垃圾堆里找东西。”徐鹏形容道。
为突破技术瓶颈,徐鹏带领团队重新构建模型。博士生们连续数月熬夜优化算法,徐鹏曾凌晨1点半到实验室取文件,发现学生仍在热烈讨论。这种使命感驱动下的勠力同心,令团队终于打通了从基础研究到临床转化的“最后一公里”,实现从经验定性到科学定量的技术突围。
“传统诊断依赖量表和医生经验,主观性强且难以推广。”徐鹏介绍,“我们的系统能在10分钟内生成报告,适用于基层医疗机构。” 这种技术不仅提升了治疗效果,还将传统治疗周期从数月缩短至数周。
在精准调控技术方面,团队首创“状态依赖脑电反馈”机制。通过磁共振扫描建立儿童数字大脑模型,结合经颅磁刺激技术,实现对特定脑区的精准干预。“这就像靶向药物治疗癌症,我们找到社交障碍对应的神经网络靶点,进行个性化调控。”徐鹏解释道。
徐鹏团队深耕不辍的背后,是成功研发的两项全球领先技术——“无线脑功能评估系统”与“孤独症精准神经调控技术”。前者辅助诊断准确率突破 90%,为孤独症早期筛查装上“精准雷达”;后者已惠及中国、瑞典、日本等国家3000 余名孤独症儿童,治疗有效率达 80% 以上,成为康复干预的“智能引擎”。
多学科融合为诊疗注入强劲动力
走进徐鹏团队的实验室,墙上挂着一张合影——来自多个国家的科研人员与临床医生济济一堂,这支国际化的跨学科团队,融合了脑机接口、人工智能、生殖遗传、临床医学等多个领域的顶尖人才。
技术突破的背后,是多学科融合的智慧结晶。“孤独症的发病机制涉及分子遗传、神经影像等多个层面,单靠一个学科无法解决。因此我们一直以开放的态度开展跨学科合作。”徐鹏说。
“我们不仅有电子科大的老师,还有四川大学华西医院的专家、成都市第三人民医院的医生,甚至澳大利亚的合作伙伴。”徐鹏介绍。
在成都市锦江区,徐鹏团队的技术已实现对社区卫生服务中心的全覆盖。24—48月龄的适龄儿童均可免费接受筛查,早期发现率显著提升。“早发现早干预,是孤独症康复的关键。”徐鹏说。
目前,创新中心团队的科研成果已落地全国 30 余家医院及康复机构,为孤独症诊疗领域注入强劲动力。此外,团队还开发了针对孤独症儿童肠道特质的“N1益生菌”产品和内置5000多节课程的孤独症儿童数字教材等,通过“技术+产品”的组合,为患儿提供全方位的康复支持。
徐鹏团队还建立了孤独症脑电数据库。“这是中国人自己的数据库,到年底规模有望上万,将成为全球最大的孤独症脑电数据库之一。”徐鹏自豪地说。与此同时,团队还在建立中国儿童大脑发育的长期模型,为科研和临床提供重要参考。
“只有当创新技术的红利真正服务于人,让人民更方便、更幸福,‘科技向善’的含金量才能最大限度展现出来。”徐鹏和团队成员始终牢记这一点。
“这套系统最大的特点是可视化、可读、可追溯。”徐鹏解释说,“我们不仅采集脑电信号,还将其背后的信息可视化,为患者提供定量化的脑功能评估,让医生和家长都能直观理解。”
团队成员冯睿分享了利用电子科大教授段旭君精准调控技术,曾经治疗过的多个孤独症儿童的真实案例:5 岁的丁丁(化名)曾近乎丧失语言能力,经治疗后变得健谈,如今已是四年级学生;瑞典男孩米克辗转多国治疗未果,在成都接受 20 次治疗后首次喊出“妈妈”;日本的 Kitool 治疗前有严重睡眠障碍、多动症和社交障碍,经几次治疗后,睡眠改善,多动症缓解,社交能力获得显著提升。
“这些孩子慢慢融入社会,进入学校学习,这是我们最大的欣慰。”徐鹏说。
科技助残是心灵工程
在第七次全国自强模范暨助残先进事迹报告团中,徐鹏是唯一的健全人代表。“这几天的相处,让我深深感受到:他们也是助人者,而我们也是受助者。”徐鹏在报告中说。
在他眼中,或许那些代表生理上有残疾,但他们的心灵却完整而强大,生动阐释了“自强不息,厚德载物”的深刻内涵,令人感动、敬佩。
“在我没有空余的手提包的时候,有手臂残缺的代表主动来帮我,他们更多的是看见他人的需要,想到的都是如何奉献社会。”身边的残疾人朋友让徐鹏深刻体会到,科技助残不仅是技术问题,更是心灵工程。
“科技助残不仅仅是科研助残,还是科普助残、科研成果转化助残。”徐鹏说。团队创立了“锦爱融合”公益品牌,每年开展10余场公益活动。一方面进行科普,破除“聪明水”等伪科学;另一方面通过成果转化反哺公益,形成良性循环。迄今为止,团队已经发起了70余场公益活动,用科技的温度照亮孤独症患者康复之路。作为成都市政协委员,徐鹏近几年连续提出了关于将脑机接口应用到孤独症等精神障碍的提案,得到了有关部门的响应,推动了脑机接口在成都的产业布局。
随着成都市锦江区“中国西部脑谷”的建设推进,徐鹏团队正迎来更广阔的发展空间,脑机大厦、生产基地、孵化中心的落成,将加速技术转化与产业集聚。“我们计划将技术拓展至情绪障碍、老年痴呆等领域。”徐鹏透露,团队正在研发便携式情绪监测设备,未来将与华西医院、四川省人民医院合作开展MCI(轻度认知障碍)等疾病的干预研究。
从实验室到临床,从国内到国际,徐鹏用20多年的时间,致力于应用人工智能和脑机接口技术,为孤独症诊疗提供“中国方案”。正如他在表彰大会上所说:“助人者,人恒助之。”这份科技向善的温暖力量,正在改写孤独症诊疗的历史。
原文刊载于2025年第13期、6月23日出版的《民生周刊》杂志
(责任编辑:罗芳菲)