马永杰

脑机接口（Brain-Computer Interface，BCI）技术正在经历一场深刻的范式转变。传统植入式BCI依赖开颅手术将电极阵列直接置于皮层表面或脑实质内，虽然信号质量出色，但手术创伤、感染风险及长期异物反应始终是制约其大规模临床应用的核心障碍。近年来，随着神经介入技术的飞速发展，一条全新的路径逐渐进入研究者的视野——以血管作为天然通道，经静脉入路，将以支架为载体的电极输送至颅内，从而在不开颅的情况下实现对神经活动的记录。

这一理念并非凭空而来。大脑皮层与皮质静脉在解剖位置上的紧密毗邻，为经血管内途径采集神经信号提供了天然的解剖学基础。以上矢状窦为例，它沿大脑半球纵裂走行，与感觉运动皮层仅一壁之隔，是理想的电极驻留位点。如果能在此处稳定布置记录电极，理论上可以在无需开颅的情况下，持续感知大脑的电生理活动——这正是血管内介入式脑机接口的核心思路。

然而，从概念到实践，横亘着诸多未知：支架电极能否在活体血管内稳定定位？信号质量是否足以反映真实的神经活动？长期植入是否会引发血栓或血管损伤？带着这些问题，笔者团队开展了一系列由动物实验到人体初步应用的分阶段验证，相关研究结果已于2026年3月发表于Stroke。

▍介入式脑机接口的动物实验及初步验证

为回答上述问题，笔者团队以2岁雌性美利奴绵羊为实验对象，开展了支架电极长期颅内脑电记录的先导研究。绵羊的脑静脉解剖与人类具有一定可比性，其上矢状窦结构明确，便于导管操作，是验证血管内BCI可行性的合适动物模型。

在器械研发层面，将铂金电极通过焊接工艺固定于已运用于临床的取栓支架之上，形成支架电极一体化结构。开环的镍钛合金支架结构保证了支架在释放后能够充分贴壁，铂金电极的生物相容性则确保了长期植入的安全性。根据血管尺寸，制备了不同规格的支架电极，以适应不同个体的静脉直径。

手术入路方面，颈部切开暴露颈外静脉，采用Seldinger技术放置血管鞘建立通路，随后经鞘管推注肝素抗凝，在数字减影血管造影引导下，借助静脉路图技术导航微导丝和微导管，经由颈外静脉至上矢状窦的静脉通路，最终将支架电极定位于上矢状窦前部，对应绵羊运动皮层的区域。

支架释放后，造影证实电极贴壁良好，血流通畅无受阻。连接至支架的导线经皮下隧道引至颈部腋窝附近的植入式接收-发射单元，后者以无线方式将信号传输至外部采集设备，实现了自由活动状态下的持续脑电监测。

信号质量的比较分析是本研究的重要发现。研究同步记录了头皮脑电与血管内脑电，结果显示：血管内电极所记录的信号具有更高的有效带宽，高频成分保留更为完整，在部分通道中信噪比与头皮记录相当甚至更优。更为重要的是，通过对站立与行走两种行为状态下脑电信号的对比分析，观察到清晰的状态依赖性差异——站立状态下0~5 Hz低频功率显著升高，而行走状态则呈现低频功率下降、高频段频谱趋于平坦的典型模式，这与已知的运动相关神经振荡规律高度吻合，提示血管内电极具备解码行为状态的潜在能力。

随访血管造影确认电极无移位。植入14个月后，绵羊经安乐死进行解剖检查，支架仍原位驻留于上矢状窦内，毗邻额上回运动皮层，局部未见明显病理改变。这一结果初步证明了血管内支架电极长期植入的结构稳定性与安全性。

▍介入式脑机接口从动物实验到临床的初步验证

动物实验的积极结果为临床初步应用奠定了基础。然而，如何选择合适的临床切入点？这是从实验室走向临床必须审慎回答的问题。

团队将目光聚焦于重症动脉瘤性蛛网膜下腔出血（aneurysmal subarachnoid hemorrhage，aSAH）。这类患者因病情危重，往往需要镇静插管，常规神经功能检查受到严重限制，而其颅内病理生理状态的实时监测对于指导治疗决策至关重要。更重要的是，这类患者在接受急诊动脉瘤栓塞手术时，本身已建立完善的神经介入操作通道，术中顺势经静脉路径临时放置支架电极，具有良好的可操作性与伦理合理性。

研究前瞻性地纳入了多例Hunt-Hess Ⅳ-Ⅴ级重症aSAH患者，在完成急诊动脉瘤弹簧圈栓塞，测量患者脑静脉符合植入要求后，经股静脉入路建立静脉通道，构建同轴多导管系统，将支架电极经导管输送至上矢状窦感觉运动皮层邻近区域，部署后通过术中CT评估支架与静脉窦贴壁情况，之后进行脑电信号采集。

支架电极的输送与定位均在7 min内顺利完成，回收过程在1 min内完成，展现出良好的术中可操作性。所有入组患者均实现了超过30 min的连续脑电采集，为信号分析提供了充足的数据窗口。在信号特征方面，对比同步采集的头皮脑电，血管内脑电无论在振幅还是有效带宽上均表现出明显优势。从频域特征来看，多通道功率谱呈现出神经电生理领域熟知的1/f指数衰减规律，各生理频段活动均得到保留，提示存在有意义的神经振荡活动。脑电信号采集结束后，支架电极经导管顺利回收，继以撤除各级导管，全程未发生术中静脉窦血栓形成或撤除相关并发症。

▍介入式脑机接口的挑战与应用潜力

笔者团队的一系列工作提示，基于支架的血管内脑机接口在动物长期植入和临床短期应用两个维度均展现出可行性，其核心优势在于微创、可及重要脑区、无需开颅，且借助成熟的神经介入技术，学习曲线相对平缓。

当然，从可行性探索到临床成熟应用，仍有大量工作亟待完成。在安全性层面，尽管动物解剖未见明显病理改变，其在人体长期植入后的内皮化过程与炎症反应尚待系统评估，需要通过更大样本的研究系统评估人体长期植入的结果，以及支架-内皮界面的慢性炎症反应；在信号质量层面，需要建立标准化的信号质量评价体系，并探索多通道电极构型的优化方案；在临床转化层面，需要将脑电信号的解码能力与患者的神经功能预后建立量化关联，真正实现监测指导治疗的闭环。

此外，血管内BCI的应用潜力远不止于监测。当前工作聚焦于信号采集，未来若整合刺激电极，则有望实现双向神经调控，或能在脑卒中后运动功能康复、运动神经元病的辅助沟通，乃至难治性癫痫的闭环干预等领域开辟全新的治疗维度。

任何一项新兴神经技术从实验室走向临床，都需要经历漫长而严格的验证过程。我们相信，微创化是脑机接口技术走向大众的必由之路，血管内途径作为微创方案中的一种，为这一目标的实现提供了新的可能。首都医科大学宣武医院神经外科团队将持续推进这一方向的系统性研究，与国内外同道共同探索、协力前行。

（作者：首都医科大学宣武医院神经外科  中国国际神经科学研究所  马永杰  张鸿祺  庞荟深  苏新  孟笑生）