导读：2025年5月25日，2025国家新质生产力与智能产业发展会议在北京隆重召开。本次会议以“向新而行·以质致远”为主题，聚焦国家战略需求，紧扣科技前沿，立足发展实践，汇聚产学研用多方力量，打造了一场融合学术研讨、产业前瞻与成果表彰的科技盛会。本次大会设置八场平行会议。在“脑机接口技术突破与未来企业新生态”平行会议中，特别邀请了北京集思鸣智科技有限公司总经理邓甜，带来题为“基于眼动的脑功能评估与调控应用实践”的报告。报告深入分析了眼动作为精细快速行为学运动在脑功能评估中的优势，详细介绍了其在多动症（ADHD）、自闭症谱系障碍（ASD）、认知功能障碍疾病诊断中的原理及产品实践，并分享了脑机接口相关产品产业化的经验与启示，为脑机接口中的脑功能评估和神经调控产品产业化落地提供有益的参考。
阿尔茨海默病所带来的社会负担已得到多位专家的关注。一个关键问题在于，阿尔茨海默病的负担主要源于其早期发现的困难。轻度认知功能障碍（MCI）被认为是当前最理想的干预窗口期，干预可延缓阿尔茨海默病的发生时间约5至10年。然而，MCI的认知下降速度相较于正常人群只是稍微加剧，且其变化并不具备明显的特异性。这一特征使得早期识别该病变得尤为复杂。
一、背景介绍
目前，大家普遍考虑通过病理学手段对认知功能进行评估，然而这一路径的实现面临极大的挑战。脑功能的复杂性使得认知变化的测量尤为困难，且常见的代偿现象使得诊断更加复杂。尽管我们已经能够通过分子标记物对阿尔茨海默病进行一定的生物标志物筛查，但目前的标记物浓度与认知功能的关系并非一一对应。有些个体的标记物浓度可能已显著升高，但其认知功能未出现显著问题；而另一些个体则可能存在较低的标记物浓度，却出现明显的认知障碍。因此，单一病理指标尚无法作为辅助诊断认知问题的有效工具，且现阶段在这一领域的突破仍然十分有限。
在认知障碍的研究中，除了病理学层面的探索，功能层面的分析也成为一个重要的研究方向。尽管无法深入了解背后的生物学机制，但通过直接从认知输出层面进行评估，已经成为常见的诊断方法。目前，最为广泛应用的依然是各种量表，尽管量表应用普及且具有较高的实践价值，但其主观性较强，并且评估过程需要大量的人工参与，客观性和效率存在一定局限。
在其他功能层面，脑电图（EEG）被视为一种潜力巨大的技术，尤其在时间分辨率方面具有独特优势。然而，脑电图的挑战在于其波动性较大，且大规模筛查时对导电膏的依赖使得其在实际应用中面临较高的操作复杂度。考虑到中国庞大的老龄人口，尤其是可能达到两三亿的老年人群体，实施大规模脑电筛查显得尤其困难。因此，许多研究者开始寻求无创、便携的新兴技术作为替代方案，其中包括眼动、步态以及嗅觉等技术。这些方法的最大优势在于便捷性和非侵入性，但其科学性和有效性仍然存在待验证的空间。
二、科学原理与临床证据
在这一背景下，我们选择从眼动技术入手，以期通过视觉系统和眼动行为来解决认知问题。首先，视觉信息是人类获取外部世界信息的最主要来源之一，约占总信息输入的83%。人类视觉系统具有高精度的视觉捕捉能力，特别是在精细视觉辨识方面。例如，当一个人注视着光标上的某个单词时，其左侧的内容是无法直接看到的，这时眼球会自然移动以捕捉更完整的视觉信息。这一行为反映了高级认知功能的调控机制。
此外，同样的图像，在执行不同的任务时，眼动轨迹和焦点的落点也会有所不同。这种现象表明，人类视觉加工并非像打印机一样按顺序扫描图像，而是通过动态的眼动和信息选择来逐步建构我们对周围环境的认知。因此，眼动技术可以有效反映出个体在认知过程中信息处理的特点，从而为早期认知障碍的检测提供新的可能性。
在探讨高级认知功能的调控时，虽然我们面临着对这些复杂功能的神经机制理解尚不完全的挑战，但眼动技术提供了一个值得关注的方向。尽管高级认知功能的加工机制尚不清晰，但眼动研究已有几十年的历史，其背后神经环路的解释和控制通路已经相对明晰。因此，基于现有的文献，眼动技术有潜力作为评估脑功能的有效且简洁的工具。
眼动研究中的关键之一是“眼跳”，即眼球从一个点快速移动到另一个点的过程，这一过程反映了大脑控制视觉注意力和信息处理的动态特性。与传统的眼动分析技术主要关注注视点不同，我们更关注眼跳中的细节参数，如峰值速度和潜伏期等。现有的注视点分析可以提供一些有价值的信息，但往往忽视了这些在高级认知加工中至关重要的参数，尤其是那些反映脑功能控制的动态数据。
眼跳的特殊性在于其发生的速度极快，是人体最快的运动之一，通常每秒可以达到1000视角度，且整个过程的持续时间仅为30到60毫秒。与视觉信号从眼睛传递到大脑皮层的速度相比，眼跳的速度更为迅猛。在执行眼动任务时，大脑已经决定了眼球移动的目标，一旦决策作出，眼球的运动就会按预定的路径进行，且此过程无法再通过视觉反馈进行调整。因此，眼跳所反映的运动参数，包括落点、速度、错误率等，几乎完全由大脑在任务规划时设定，而与当前视觉信息的调整无关。
这一特性使得眼跳成为一个相对“客观”的指标，因为它不受视觉信息实时干扰，其速度快到大脑都无法干预。因此，眼跳在高级认知功能评估中的应用，提供了一种可以客观、精确捕捉大脑决策和调控过程的手段，这一点在其他行为学参数中是难以替代的。
与其他高级功能的调控相比，眼动作为一种行为学参数，其相关的神经机制和控制通路已有较为深入的研究，这为我们提供了一个可靠的评估手段。基于文献的支持，我们认为眼动，尤其是眼跳，能够为脑功能评估提供一种简洁且有效的工具。
第一，眼动的分析范围较广，但我们更关注的是眼跳，即眼球从A点到B点快速移动的过程。当前，许多眼动相关分析主要集中在注视点的监测，通常为120Hz以下的眼动频率，虽然这种注视点分析能够提供一些有用的信息，但它忽略了许多与脑功能直接相关的关键参数，比如眼跳的峰值速度和潜伏期。眼跳具有一个显著特点，即其发生速度极快，约为每秒1000个视角度，持续时间仅为30至60毫秒，这比视觉信号从眼睛传递到大脑皮层的速度还要快。眼动任务的执行由大脑先行规划，而一旦决策作出，眼球的运动就会按照预定的路径进行，且在整个过程中，无法通过视觉信息来调整眼球的运动，这使得眼跳成为一个几乎完全客观的行为学参数。
第二个，眼动的早期性。在意识障碍或植物人状态的评估中，眼动追踪已被全球广泛接受为金标准。当患者能够跟随医生的指令移动眼球时，就能反映出其神经功能的基本状态。因此，在退行性疾病的过程中，眼动可能是最早出现变化的生理参数之一。2000年代初，有杂志就已经提出，眼动可以作为观察大脑功能变化的可靠指标。
为了验证这一点，我们开展了反向眼跳的实验任务，并通过设备捕捉眼动轨迹。在这一任务中，参与者需要完成从一个点到其对称点的眼球快速移动，并抑制眼球向其他方向的移动。相较于常规量表，反向眼跳任务更具可靠性，因为它受语言障碍或方言差异的影响较小，且执行错误率低。实验结果表明，几乎所有参与者都能高效完成任务，准确性可达99.9%。
另外，我们在实验中还注意到，尽管大多数参与者的眼动轨迹较为准确，但仍有部分落点存在偏差。这些偏差反映了空间感知能力的局限，并通过精细校准能够进一步改进。因此，通过反向眼跳这一经典参数，不仅能够评估个体的抑制功能和空间能力，还能够了解其注意力控制的情况。
反向眼跳作为一种精确、客观、且早期敏感的行为学指标，能为脑功能评估提供新的视角。通过这一方法，我们能够高效且可靠地对大脑功能的变化进行评估，尤其是在认知退化或神经功能损害的早期阶段，具有重要的应用价值。
眼跳并非随机发生，而是与任务需求紧密相关。在认知加工过程中，多个脑区参与不同认知功能的加工，而眼动任务可以帮助我们深入探讨这些认知功能的不同维度。因此，通过分析眼动轨迹，能够更客观、早期地评估个体的认知状态，并为认知障碍的辅助诊断提供支持。
我们使用高精度眼动仪收集了超过三万例数据。由于部分数据在医院无法导出，现阶段主要基于1000Hz的眼动数据进行分析。在这一过程中，我们建立了一个包含170多万次特定任务范式的眼动数据库，并开始编写眼动评估标准与专家共识。预计今年，我们的眼动标准和专家共识将正式发布。
在四川大学华西医院和成都大学附属医院，我们完成了400例+的GCP临床实验，采用双盲配对的前瞻性研究方法对比眼动数据与现有标准。研究结果表明，我们的眼动评估法在MCI筛查中的敏感度和特异度分别为85.7%、84.7%，显著高于现有MMSE量表的65%。同时，我们的AUC值超过0.8，符合社区筛查工具的标准。
在中国文化背景下，标准化量表的应用效果相较于西方群体较为有限。尤其是对于老年人群体，由于文化水平和理解能力的差异，传统量表的表现常常不理想。在四川的一项MCI筛查研究中，眼动技术的敏感度和发病率与流行病学数据高度吻合，而使用MoCA量表的阳性率却超过50%。这一发现表明眼动技术相较于传统量表具有显著优势。
公司的眼动仪产品目前已发展出大、中、小三种型号。高精度的设备主要用于科研机构，而小型化和眼镜式眼动仪则更适合市场化应用，尤其是用于大规模筛查。
眼动技术相比传统的认知量表，尤其在阿尔茨海默病和轻度认知障碍的筛查中，具有更高的诊断敏感度和稳定性。通过对眼动数据的AI分析，能够在200Hz以上的频率下进行精准评估，并利用大数据库保障其80%以上的诊断效能。这些技术优势使眼动评估成为一种行之有效的早期诊断工具。
除了国内的注册证外，我们的产品目前正积极推动海外市场的落地，预计将在泰国和俄罗斯取得相关认证。此外，我们也在推进数字疗法的研发，结合认知训练游戏，为老年人提供更有趣和持续的认知干预方法。
我们将继续推动眼动技术在认知障碍和精神疾病诊断中的应用，同时深化数字疗法在临床治疗中的整合。通过持续的研发和优化，希望能够在更广泛的群体中推广这一技术，为早期认知障碍的筛查和干预提供更加科学和精准的工具。
三、应用实践
眼动技术的商业化应用不仅是科研的延续，还是推动医学临床发展的重要步骤。公司的核心目标是通过收集眼动数据，构建一个完整的闭环调控体系，借此推动新的评估方法的出现。这个过程中，我们不仅依靠医院的数据采集，还通过与社区、体检中心、医院和药企等各方的持续合作，力求将眼动技术发展为类似血压计和血糖仪的日常健康工具，使其最终能够普及到家庭中，成为每个人可以定期检测的健康监测设备。
在医院的实际应用中，我们已经取得了一些有意义的进展。例如，一名患者的MMSE和MoCA评分均为正常，均为27分，但其眼动反向测试结果异常，准确率低于20%。经过临床医生的进一步判定，该患者被诊断为轻度认知障碍。这一病例虽然难以改变医生传统的诊断观念，但却验证了眼动技术在早期筛查中的潜力。另外，还有一名患者，虽然MMSE评分正常，但眼动测试结果显示异常，且准确率低于20%。进一步的PET扫描确诊其为早期阿尔茨海默病。这一实例充分说明了眼动技术可以作为早期诊断的有效补充，为治疗提供重要的参考。
除了医院应用，我们的眼动技术在政府层面的支持也逐渐加强。目前，在深圳市，已经有超过一万人的筛查项目，且这些筛查由政府提供资助。眼动技术的应用也被纳入了龙华区的认知评估流程，四川省的认知功能障碍筛查共识中同样将眼动技术列为重要的筛查工具。这些政策支持不仅体现了眼动技术在临床诊断中的潜力，也展示了其在公共卫生领域的广泛应用前景。
眼动技术在认知障碍筛查中的优势尤为突出。与传统的量表工具相比，眼动技术具有无创、快速、低成本等特点。尤其在应对老年性痴呆等疾病时，国家的行动计划中要求初筛率达到80%以上，而现有的量表工具往往难以满足这一目标。眼动技术可以在5到10分钟内完成筛查，且结果精准可靠，预计将成为未来常规筛查的核心工具。
眼动技术的社区筛查应用也获得了显著成果。最近在社区筛查中，我们发现一名35岁的患者，眼动结果表现异常，远低于同龄人的水平。随后，通过核磁共振检查被诊断出“双侧额叶微小缺血灶”。经过两个月的数字疗法干预后，患者的眼动测试结果已恢复正常。这个案例展示了眼动技术不仅能早期发现认知问题，还能为后续的治疗干预提供精准的指导。眼动技术的独特性还在于其参与性，许多老年人对认知问题存有回避心理，而眼动测试能够帮助他们意识到自己可能存在的认知问题，从而更愿意参与到后续的治疗与干预中。
眼动技术在认知障碍筛查中的应用已经取得了初步成果，并有望成为未来的重要筛查工具。随着技术的不断进步及政策和市场的推动，眼动技术将在临床诊断、公共卫生筛查以及家庭健康管理中发挥越来越大的作用，为早期疾病识别和干预提供更可靠的工具。
除了在认知功能障碍方面的研究，我们目前也非常关注并积极推动帕金森病的早期诊断。帕金森病患者在早期往往存在较低的识别率、就诊率和治疗接受率，尤其是在疾病的早期阶段，约90%的前驱期患者未被及时诊断。针对这一问题，我们希望能通过技术手段实现帕金森病的早期诊断。在相关研究中，尤其是张教授学生已发表的论文中，数据表明早期帕金森病患者通常表现出单侧受损的特征，这种单侧不对称的现象通过眼动检测可以非常明显地识别出来。眼动在早期帕金森患者的诊断效能可达到90%以上，因为眼动与运动功能密切相关，而帕金森病本身是运动性疾病，因此眼动技术在此领域的应用具有显著的潜力。目前，针对帕金森的检测产品已经获得了四川省药监局的绿色通道，我们也在积极推动该产品的落地和上市。
此外，我们还在开展关于注意缺陷多动障碍（ADHD）的研究和技术应用。ADHD的主要特征包括注意力缺陷、冲动控制不足和情绪调节困难。通过眼动技术对ADHD儿童进行评估，已经有多项研究表明眼动可以作为有效的诊断工具。我们与首都医科大学及儿童研究所合作，正在开发针对ADHD的检测和干预产品，预计该产品将在明年获得医疗器械注册证，并开始进行市场推广。眼动技术在ADHD儿童中的应用不仅限于评估，还涉及到针对性的干预训练。在实际操作中，我们开发了一种便携式眼动仪，其特点是将电脑屏幕直接投射到眼镜前部，并结合眼动交互，极大地拓展了应用空间。通过这种设备，我们不仅可以进行眼动训练，还能结合其他认知训练产品，以更低的成本和更广泛的适用场景，将数字化的ADHD评估和干预推向市场，增强其普及性和可及性。
这些研究和应用表明，眼动技术在帕金森病、ADHD等神经认知疾病的早期诊断和干预中具有巨大的潜力。通过持续推进相关产品的研发和临床验证，眼动技术有望成为未来在神经疾病检测领域的重要工具，并在促进疾病早期诊断和个性化干预方面发挥重要作用。
*本文根据作者所作报告速记整理而成
嘉宾简介：
邓甜，北京航空航天大学控制科学与工程硕士研究生，曾任推想科技法规工程部经理，无疆科技注册临床及政府事务部负责人，现任集思鸣智董事，总经理，率领团队获得创新医疗器械绿通二张，其中基于眼动的脑功能评估为全球首创，获得国内外医疗器械注册证五张，在无创脑机调控领域具有丰富的实践经验。
