正值寒假，走進(jìn)天津大學(xué)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室，該院教授、博士生導(dǎo)師劉爽正在專注地調(diào)試一臺精密的神經(jīng)電生理信號采集設(shè)備。她的手指在鍵盤上快速敲擊，屏幕上跳動的腦電波圖譜仿佛在“訴說”一個(gè)個(gè)不為人知的情緒密碼。

“特征準(zhǔn)確！”劉爽興奮地抬起頭，眼睛里閃爍著光芒。這是她和團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“神工-神心”腦機(jī)交互系統(tǒng)，又一次成功捕捉到抑郁癥患者的特征腦電信號。這套系統(tǒng)可以通過“聽”，分析受試者的抑郁狀態(tài)，并給予大腦特定信號刺激，幫助患者重拾笑容。

前不久，2024年度阿里巴巴達(dá)摩院青橙獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單揭曉。劉爽成為該獎(jiǎng)項(xiàng)首位專注于精神疾病無創(chuàng)診療研究的獲獎(jiǎng)?wù)摺?/p>

“打開通往新世界的門”

中學(xué)時(shí)代的劉爽，心中懷揣著成為一名大夫的夢想。高考報(bào)志愿時(shí)，她填了臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)。然而，幾分之差讓她與夢想專業(yè)擦肩而過，最終被生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)錄取。

本科階段，一次偶然的機(jī)會，劉爽跟隨老師參加了一場腦機(jī)接口學(xué)術(shù)會議。那是她首次近距離接觸腦機(jī)接口。

“會議上，專家們的報(bào)告深入淺出，猶如一把鑰匙，為我打開通往新世界的門。”劉爽回憶。

本科畢業(yè)時(shí)，成績優(yōu)異的劉爽獲得了保送本校讀研的機(jī)會。但一次與天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊(duì)的深入交流，徹底改變了她的人生軌跡。團(tuán)隊(duì)老師對腦機(jī)接口研究的深刻見解，讓劉爽堅(jiān)定了投身腦機(jī)接口研究的決心。她放棄保送，準(zhǔn)備考研，最終以第一名的成績考入天津大學(xué)，開啟了腦機(jī)接口科研領(lǐng)域的探索之旅。

彼時(shí)，腦機(jī)接口研究正處在低迷期，國內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)寥寥無幾。相關(guān)研究大多停留在理論層面，應(yīng)用研究剛起步。“當(dāng)時(shí)，我們團(tuán)隊(duì)就在一片漆黑中摸索，深一腳淺一腳，但誰也不想放棄。”劉爽回憶。

2014年，對于腦機(jī)接口領(lǐng)域而言，是具有里程碑意義的一年。當(dāng)年，全球首臺適用于“腦-機(jī)-體”運(yùn)動功能重建的人工神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人“神工一號”在天津大學(xué)問世。這標(biāo)志著腦機(jī)接口研究正式邁向規(guī)模臨床應(yīng)用階段。

也是在那一年，劉爽開始讀博。導(dǎo)師告訴她：“做科研要么‘登天’，要么‘落地’。”在導(dǎo)師的鼓勵(lì)下，劉爽決定嘗試將自己的情感計(jì)算科研成果應(yīng)用于精神疾病診療。從2016年開始，劉爽相繼與天津市安定醫(yī)院、湘雅二醫(yī)院等展開合作，將相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于抑郁癥患者的診療。

在劉爽和團(tuán)隊(duì)成員的不懈努力下，近年來，天津大學(xué)醫(yī)學(xué)院在非侵入式腦機(jī)接口研究方面取得長足進(jìn)步，特別是在精神醫(yī)學(xué)腦機(jī)接口研究中，已經(jīng)形成了從腦信號采集到破譯再到應(yīng)用的完整鏈條。

“患者笑容是我成就感的來源”

自認(rèn)為“神經(jīng)大條”的劉爽，是個(gè)樂觀且充滿活力的人。但在科研工作中，她常要面對一群“怎么都高興不起來”的抑郁癥患者。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國抑郁癥患者人數(shù)約9500萬。目前，精神障礙疾病的臨床診斷主要依靠醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)和量表評估，存在主觀性強(qiáng)、一致性差等問題，急需客觀的生理靶標(biāo)。劉爽要做的，就是提取抑郁癥患者特殊的腦電信號。不過，非侵入式的腦電信號采集設(shè)備采集到的腦電信號，無論是強(qiáng)度還是抗干擾性都較差。

“采集到有效且高質(zhì)量的腦電信號，是我們最初面臨的難題。”劉爽說。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，她所在團(tuán)隊(duì)獨(dú)創(chuàng)了一種基于情感腦機(jī)接口技術(shù)的Chirp高頻穩(wěn)態(tài)響應(yīng)誘發(fā)范式，顯著提升了相關(guān)腦電信號的振蕩信噪比，并發(fā)現(xiàn)腦電信號40Hz-chirp-ASSR可作為表征抑郁的生理靶標(biāo)。現(xiàn)在，采集一位患者的病理腦電信號，只需10分鐘。

緊接著，劉爽帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了“神工-神心”腦機(jī)交互系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)給抑郁癥患者大腦傳遞積極信號，嘗試調(diào)節(jié)甚至改變其大腦的特定信號，幫助他們體驗(yàn)快樂。

雖然不是大夫，但劉爽時(shí)常會收到病人送來的小禮物：有時(shí)是自家種的幾個(gè)西紅柿，有時(shí)是出游帶回來的紀(jì)念品。

“患者通過治療回歸正常生活后，他們臉上露出的笑容，是我成就感的來源。”劉爽說。

“熱愛可以抵擋世間萬難”

熟悉劉爽的人都知道，在沒當(dāng)母親前，晚上11點(diǎn)前她沒離開過實(shí)驗(yàn)室。即便做了媽媽，她也沒給自己放過假：產(chǎn)假只休了50天，月子里還在寫項(xiàng)目計(jì)劃書……

但在劉爽的臉上，很難看到疲倦或愁容。劉爽的口頭禪是“熱愛可以抵擋世間萬難”，“爽”式笑容是她最鮮明的標(biāo)志。

在學(xué)院里，學(xué)生們親切地稱劉爽為“爽姐”。她很喜歡這個(gè)稱呼。“我不想學(xué)生怕我，而是希望我們之間沒有距離，像朋友一樣相處。”她說。

在劉爽的感染下，學(xué)生們都以她為榜樣，全身心投入到科學(xué)研究中。實(shí)驗(yàn)室時(shí)常燈火通明，大家主動加班加點(diǎn)，毫無怨言。當(dāng)研究陷入僵局，劉爽總是第一個(gè)站出來，帶領(lǐng)大家復(fù)盤實(shí)驗(yàn)，從不同角度思考問題，尋找解決方案。在討論中，她從不以導(dǎo)師身份壓制學(xué)生的想法，而是鼓勵(lì)他們暢所欲言。

劉爽不僅在學(xué)術(shù)上對學(xué)生嚴(yán)格要求，還十分關(guān)心他們的生活。學(xué)生遇到困難，她總是第一時(shí)間伸出援手，給予物質(zhì)和精神上的支持。

一次，有個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遭遇重大挫折，幾乎要放棄。劉爽得知后，陪他在校園里散步談心，分享自己科研路上的失敗經(jīng)歷，鼓勵(lì)他不要?dú)怵H。在劉爽的鼓勵(lì)下，這位學(xué)生重新振作，最終取得關(guān)鍵突破。

“我希望可以照亮學(xué)生前行的道路，讓他們勇敢地踏上探索未知的征程。”劉爽說。（記者 陳曦 通訊員 劉曉艷）