理大研发全声学脑机接口系统 无创精准调控大脑 冀为柏金逊症提供高效新疗法

随着人口老化，柏金逊症等较常见于长者的疾病日增，这种无法根治的神经退行性疾病会损害患者运动能力，现时主要靠药物或外科程序减缓症状。有见及此，香港理工大学（理大）科研团队开发新一代「全声学脑机接口系统」，运用「经颅超声神经调控技术」，以超声波实现完全无创、深脑穿透和高精度的神经调控，可望为柏金逊症以至抑郁症等神经及精神疾病患者，带来崭新治疗方案。团队已分别与上海华山医院、南方医科大学珠江医院合作，展开临床研究工作。

该系统由理大无创脑机接口研究中心主任、生物医学工程学系教授孙雷教授与其学系博士毕业生丘志海教授带领科研团队研发，能够利用超声波的物理特性，穿透颅骨、精准聚焦深脑区域。系统包含超过128个独立阵元的经颅稀疏超声阵列，配合定制驱动系统，可实现每通道独立控制和声场精确操控；通过动态聚焦与波束定位技术，空间分辨率可精细至4毫米以内，能够对深脑区域进行高精度调控，从而达致减缓柏金逊症症状的疗效。

孙教授表示，现时常见的两大脑机接口技术各有局限：一是侵入式技术，需透过开颅手术将电极植入大脑，风险较高且不可逆转；另一种传统非侵入式技术如电刺激，则受限于分辨率不足或穿透深度有限，难以精准调控深层脑区。他解释：「我们的脑机接口系统可透过超声波与大脑沟通，以调控大脑功能。我们可透过理大自主研发的头盔状装置，运用超声波调控大脑细胞，以改善柏金逊症的症状，实现无创治疗。」

在超声神经调控的基础上，团队进一步研发声遗传学技术，大幅提升调控的精准度。孙教授指：「大脑细胞种类繁多，要单独调控某一类细胞并不容易。我们研发的声遗传学技术能够精准识别并调控特定类型的细胞，目前更是全世界唯一一项获多间独立实验室多次验证成功的技术，充分证明其科研价值。」

理大高级副校长（研究及创新）赵汝恒教授表示：「国家『十五五』规划纲要草案将脑机接口列为新的经济增长点。理大一直致力支持国家战略发展，而这个全声学脑机接口系统正是大学在生物医学工程领域的重要突破。理大于中国内地建立了强大合作网络，研究团队与顶尖医院展开合作，助理大科研成果落地转化，为国家发展创新医疗技术、提升人民健康福祉，贡献力量。」

团队已透过小鼠实验验证技术成效。孙教授补充：「患有柏金逊症的小鼠经超声调控后，其身体运动功能显著提升。虽然柏金逊症主要是因衰老过程中某些脑细胞过度凋亡所引起，且无法逆转，但通过超声波调控现有细胞的功能，可以显著改善症状。」

下一阶段，孙教授将扩充临床实验的规模，计划联合中国内地共五间顶级医疗中心，招募100名柏金逊症患者开展临床研究，验证其超声波技术的安全与疗效，为后续监管审批和商业化奠定基础。未来，团队亦期望与香港的医院合作进行临床研究，并研发更轻便的家用医疗装置，让患者日后可在家中进行持续治疗。

除了柏金逊症，团队亦正研究以经颅超声神经调控技术，协助治疗抑郁症、进行体重控制和睡眠调节等。孙教授团队在声遗传学领域深耕十载，成果丰硕，已申请十多项不同技术方案的专利，并于香港及中国内地累计获得超过7,600万港元的研究经费，包括「创新及科技基金」和「国家自然科学基金」等。孙教授亦凭借其声遗传学的研究，于2025/26 年度获研究资助局颁授「高级研究学者」名衔。

是次研究成果已发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）、《自然通讯》（Nature Communications）及《细胞报告》（Cell Reports）等国际学术期刊。

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