2024年10月18日-20日，由中国医师协会、中国医师协会神经外科医师分会主办，厦门大学附属第一医院承办的“第十八届中国医师协会神经外科医师年会”（2024 CCNS）在厦门隆重召开。
脑医汇-神外资讯荣幸地参与了此次医学盛会，与全国各地的神经外科专家、学者共聚一堂，共襄该领域学术盛举，并聚焦探讨神经外科的最新研究成果与发展动向。期间，我们特邀多位国内神经外科知名专家接受了专访，这些精彩的采访报道将分期发布于我们的2024 CCNS特别报道栏目。本期特为大家呈现首都医科大学附属北京天坛医院杨艺教授的专访报道，诚邀各位阅读并分享！
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脑医汇-神外资讯：杨艺老师，非常荣幸能在第十八届中国医师协会神经外科年会上对您进行采访。本次年会内容非常丰富，如会长所言，收到了超过2000篇的投稿，可谓精彩纷呈，干货满满。我们期待您能与我们分享在神经调控领域，特别是在意识障碍的治疗，如昏迷促醒等方面，以及脑机接口领域的最新研究成果。首先，请您谈一谈对神经调控在治疗意识障碍方面的理解，或者分享一下您在临床实践中的一些宝贵经验。
杨艺教授：
“脑深部电刺激治疗意识障碍”是我们本次发言的主题，该项目是基于2030科技部重大专项的青年科学家项目，至今我们已持续研究约两年时间。神经调控技术在意识障碍治疗中的应用，不仅仅是限于简单的神经元电活动的调节，而是更广泛地作用于神经网络的功能性重塑。在意识障碍患者的大脑中，丘脑、中央丘脑、前扣带回、网状激活系统等关键区域，常因外伤、卒中、缺血缺氧等因素导致功能紊乱或信号传导障碍。脑深部电刺激技术便是针对这些特定区域施加刺激，旨在修复并增强网络间的功能连接，促进神经元的同步化活动，进而恢复大脑的整体意识状态与信息调控能力。
在神经调控过程中，不仅激活了特定部位，还促进了特殊神经递质的释放和神经因子的产生，增强了神经的可塑性，为意识障碍的神经修复奠定了坚实基础。这种神经修复的核心在于，通过外部干预手段重塑神经网络的结构与功能。而神经调控作为一种直接介入神经活动的手段，在神经修复过程中起到了桥梁和催化剂的重要作用。
此外，神经调控技术通过增强神经的可塑性，能够激发大脑的自适应改变，提升其可塑性的潜力。通过长时程增强（LTP）与长时程抑制（LTD）的平衡协调，激发大脑的自我修复机制，推动神经网络自发性的重塑。
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脑医汇-神外资讯：非常感谢杨老师的精彩分享。接下来，我们希望将话题聚焦于脑机接口技术，这是自去年以来一直备受关注的话题，无论是神经外科专家还是普通民众都对此表现出浓厚的兴趣。请问杨老师，您能否为我们展望一下脑机接口技术在意识障碍治疗及神经修复领域的未来应用前景？
杨艺教授：
脑机接口技术确实是近年来备受瞩目的热点话题。一方面，得益于马斯克等人的推动，使其具有了显著的新闻效应；另一方面，国家政策、应用技术转化以及科研等多方面，为脑机接口技术的发展和成熟提供了强大的外部动力和内在动力。
在意识障碍领域，脑机接口技术的应用带来了革命性的提升。它不仅能够实时、无创地监测患者的意识状态，还能为意识的恢复提供一种全新的反馈机制。通过解码患者的神经信号，并使其与外界设备进行交互，我们可以更准确地评估患者的自主意识水平，并助力恢复促醒机制。
此外，脑机接口技术还能形成闭环系统，将患者的神经状态实时反馈给神经调控设备，从而实现更自适应、更个体化的电刺激方案，助力患者实现更为精准的神经修复。这种互动反馈机制能够加速神经网络的重塑，使得意识的恢复更加高效和个性化。
更重要的是，脑机接口技术能够帮助患者重新建立大脑与外界的互动，通过意念控制外部设备，进行康复训练等，同时提供实时反馈数据给神经调控设备以优化参数。这样，神经调控器就能将个性化的刺激精准地输入大脑，形成一个大范围的闭环系统，为患者提供全新的康复解决方案。
目前，国内脑机接口技术已涵盖多个关键环节。在前端方面，包括电极、芯片及系统等技术；编码与解码技术；而在末端，则有各种输出终端设备，用于实现控制、康复、交流及调控等功能。
尽管这一技术链条中的各个环节都已相对成熟，但从成熟技术到实际应用之间，仍存在巨大的鸿沟。如何将这些技术更现实、更具可行性地应用于患者身上，并真正为患者带来益处，仍是当前面临的重要挑战。只有跨越这一鸿沟，脑机接口技术才能被视为真正成熟、完善且有用的技术。
03
脑医汇-神外资讯：请您跟我们分享一下意识障碍的预后预测方法。
杨艺教授：
意识障碍的预后一直是备受关注的焦点，人们迫切希望了解患者能否苏醒以及苏醒的程度。目前，主要的预测手段包括神经影像、神经电生理以及神经生物学方面的评估。
在神经影像方面，通过功能磁共振（fMRI）等技术，我们可以检测多个脑网络之间的连接，尤其是丘脑、前额叶以及默认网络、执行网络等关键区域，这些区域的状况对于预测患者的恢复潜力具有重要意义。此外，通过评估神经的可塑性和代谢活动，如使用PET扫描特定区域的葡萄糖代谢，可以揭示神经受损回路的能量消耗情况，进一步预测患者的预后。DTI技术则用于评估神经纤维束的传导和连接情况，从而通过结构分析来判断患者未来可能恢复的程度。
在神经电生理方面，我们首先关注的是神经症状动力学。通过头皮脑电监测，可以观察到α波或慢波活动与意识严重程度的关联，而高频震荡如γ波则被认为是意识改善的积极标志。此外，通过监测不同频段的震荡模式，可以评估患者大脑功能的重组情况。同时，复杂的神经网络跨频率耦合（CFC）现象也被用于研究大脑不同神经元群体之间的信息传递机制，以判断患者大脑的高级整合能力是否能恢复。另一种常用的神经电生理手段是事件相关电位（ERP），通过外部刺激如声音、视觉等诱发脑电反应，特别是MM（失匹配负波）和P300波等，这些常作为意识恢复的指标。
在神经生物学方面，生物标志物的研究虽然相对较少，但也显示出一定的预测价值。例如，早期的脑损伤标志物如神经丝轻链蛋白（NFL）或S100-B蛋白等，可能与神经损伤的程度和不良预后相关。同时，神经再生相关的因子如脑源性神经营养因子（BDNF）和神经生长因子（NGF）等，在神经修复过程中也起着重要作用。
综上所述，结合神经影像、神经电生理以及神经生物学方面的多模态数据，我们可以更全面地评价患者的预后情况。
04
脑医汇-神外资讯：您认为当前神经调控治疗意识障碍领域面临的主要挑战是什么？您能否分享一下未来可能在该领域实现突破的方向？
杨艺教授：
这是一个非常重要的问题。就目前来看，意识障碍的神经调控治疗确实面临一定的瓶颈，这并非技术本身的局限，而是在于如何进一步提高其疗效上遇到了挑战。
我认为，当前最大的挑战之一在于个体化差异。意识障碍患者的损伤程度、病因以及意识状态都各不相同，这种复杂的个体差异使得治疗方法难以统一，疗效的预测和评估也因此具有一定的不确定性。
另一个挑战在于神经调控过程中的闭环系统的建立。目前，大多数调控方式都是开环的，即给予刺激后无法实时获取反馈，这限制了患者向更好方向发展的可能性。因此，实现自适应的神经调控，针对个体的大脑活动进行调节，对于提高疗效具有重要意义。
展望未来，我认为有几个可能的发展方向。首先，我们可以在神经调控的基础上，进一步拓展到神经修复和神经再生领域。由于意识障碍患者的大脑受损严重，单纯的调控可能无法完全激发其潜能。因此，结合更广泛的神经修复和再生技术，可能有助于受损大脑系统的自我再生和重塑，为严重神经损伤的患者提供更多治疗选择，并切实提高其大脑功能。
其次，人工智能技术的应用也将为神经调控治疗带来新的突破。随着AI技术的不断进步，它可能在神经信号解码、治疗参数优化、个体化评估和方案制定等方面发挥重要作用。通过大数据和AI技术，我们可以根据患者的具体情况制定更精准的治疗方案，并通过深度学习、神经网络模型等分析手段，对不同治疗方案的预后进行反馈，从而提高意识障碍患者恢复的精准性。
此外，我们还需要更多地关注全脑网络的重构，而非仅仅局限于局部网络的短期修复或神经刺激效果。通过神经调控技术等技术手段，激活大脑整个网络中各功能模块之间的协调性，将更有助于大脑功能的重建。
当然，这些技术的发展也离不开低成本、高效的设备技术的支持。无论是硬件、软件还是脑机接口技术，都需要不断更新和升级，以满足医疗需求。例如，开发全新的解码编码方式、微型化脑机接口和可穿戴化脑机接口等，都将在减小患者创伤、降低成本的同时，实现更大的治疗效果。这也是我们未来从医疗需求角度出发需要努力推进的方向。
专家简介
杨艺 教授
首都医科大学附属北京天坛医院
主任医师、副教授、博士生导师
专业特长：意识障碍疾病的系统诊断、预后预测和神经调控治疗，以及脑机接口新型技术的临床应用研究
专业成就：北京市科技新星，北京脑科学与类脑研究中心青年学者，北京脑重大疾病研究院特聘教授，主持“科技创新2030脑科学与类脑研究”专项青年科学家项目，获北京医学科技奖二等奖（排名第二）
学术任职：世界神经外科联盟青年委员会执行委员，中国女医师协会神经外科分会常务委员，中国神经科学学会神经调控分会秘书长，中国认知学会意识科学分会委员
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