發布時間：2025-12-19
“現在最讓我興奮的，是聽到智能輪椅‘已連接’的聲音。”因頸髓損傷而高位截癱的患者，通過腦機接口的先進技術，不僅可以自己在小區遛彎，還成功找到了工作，重拾起對生活的信心。
這是中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心趙鄭拓、李雪團隊聯合復旦大學附屬華山醫院及相關企業帶來的侵入式腦機接口臨床試驗成果。截至目前，團隊已經開展了三例臨床試驗。
◇? 腦機接口植入幫助患者實現“再就業”??◇??
第二例臨床患者的故事，始于一次不幸的摔倒。2022年，這位患者因脊髓損傷導致高位截癱，經過一年多的康復，情況未有改善，僅剩頭頸部可以活動。2025年6月，他植入了腦智卓越中心和合作企業聯合開發的腦機接口系統。
手術通過僅5毫米左右的顱骨小洞，將尺寸微小如發絲1%、具備高柔性與高性能的電極陣列送入大腦皮層，并嵌合了全球體積最小、創傷最輕的體內信號處理單元。經過2~3周的訓練，患者實現了對電腦光標、平板電腦等電子設備的控制。但這僅僅是開始。團隊敏銳地發現，患者渴望重新“觸摸”真實的物理世界，拓展自己被禁錮的生活邊界。
為此，技術團隊將應用場景從二維的電子屏幕，拓展至三維的物理外設。智能輪椅和機器狗成為了新的控制對象。這不僅需要解碼“向左”“向右”的簡單意圖，更需實現連續、穩定、低延遲的精準控制，以應對真實環境中復雜的路面狀況和交互任務。
在隨后的訓練中，這位患者展現了令人驚喜的進展。通過腦機接口，他能夠流暢地操控輪椅在社區中自如轉彎、遛彎，甚至邊與研究人員交談邊完成控制，“就像用意念控制自己的身體一樣”。他還能借助機器狗前置攝像頭“看到”遠方景象，并通過機器狗的語音系統與外界交流。
更大的突破是他重新建立了與社會的聯系。研究團隊與地方殘聯“科技助殘”項目合作，為這位患者匹配了線上數據標注工作。通過意念控制電腦光標，他可以在線核對自動售貨機AI識別的準確性。“每天都要對著電腦老看光標，練習商品分揀，很簡單，但對我來說這是寶貴的機會。”患者這樣表示：“錢不多，攢起來給兒子讀大學，這是我作為父親的責任。”這份工作讓他重塑了對于生活的希望。
◇??“意念控制”從二維交互拓展到三維世界??◇??
研究組組長、腦智卓越中心研究員趙鄭拓告訴記者，相較于今年3月完成的首例臨床試驗，第二例臨床案例的進步體現在多個維度：“從虛擬光標到現實中的機器狗、輪椅等物理外設，從室內環境拓展到豐富的室外生活場景，從滿足基礎交互需求，到進一步幫助患者實現就業能力與創收可能。”
為實現這一目標，團隊在技術上實現了多層突破。首先是在信息提取的“源頭”進行了革新。他們開發了高壓縮比、高保真的神經數據壓縮技術，并創新性地融合了“尖峰頻段功率”，“相鄰脈沖間隔”與“尖峰脈沖計數”幾種數據壓縮方式。這套混合解碼模型，即便在神經信號相對嘈雜的環境中，也能高效提取有效信息，將腦控性能整體提升了15%~20%。
他們攻克了“跨天穩定性”這一臨床落地的大敵。家庭、社區等真實環境充滿聲、光、電磁等各類噪聲，患者自身的生理、心理狀態也會波動。團隊引入了“神經流形對齊技術”，其核心是從高維、多變的神經信號中，提取出代表核心意圖的、穩定的低維特征，確保了解碼器輸入端的魯棒性。“就好比提取到了神經的‘身份證’。”趙鄭拓比喻道。
與此同時，團隊還顛覆了傳統的校準模式，研發了“在線重校準技術”。傳統系統需要患者定期停下來進行專項校準，而團隊研究的系統能在患者日常使用過程中，實時、無聲地微調解碼參數，使系統性能始終保持在高位，實現了“越用越順手”的體驗，從“機械表”跳轉到了“智能手表”。
至關重要的第三環是“速度”。人體自然神經環路的傳導延遲約200毫秒。團隊通過自定義通信協議，將腦機接口系統從信號采集到指令下發至外設的端到端延遲，壓縮到了100毫秒以內，甚至低于人體自身的生理延遲。這使得患者的控制體驗極其流暢自然，意念與動作幾乎同步。
在長期觀察中，團隊還發現了一個有趣的神經機制：隨著患者對腦控外設的熟練，完成任務所激活的神經元群體，會從初期“大兵團作戰”逐漸演變為“精銳小隊出擊”。神經元數量減少，但單個神經元的調控效率和貢獻度提升，認知負擔大幅降低。這從神經科學層面解釋了為何患者最終能達到“隨心所動”，將外設內化為“身體一部分”的境界。趙鄭拓用一個生動的比喻描述：“就像學外語，從需要腦中翻譯到能直接脫口而出。”
◇??希望做價值導向的科學研究??◇??
今年10月，團隊第三例腦機接口患者的臨床試驗也已完成，目標是完成更精細化更復雜的手部運動，包括手指的完整運動。
正是基于臨床試驗的成功驗證與數據積累，團隊有了向更高性能系統邁進的底氣。不久前，基于第一代高通量無線侵入式腦機接口系統(WRS01)，他們在腦機接口大會上又發布了“升級版”（WRS02）。
腦機接口最大的關鍵是電極。趙鄭拓表示，作為全球唯二進入臨床驗證的侵入式腦機接口企業，與相關企業合作的產品相比較去年全球首家開啟臨床試驗的腦機接口公司Neuralink的產品，在多個關鍵維度電極技術都更優。
比如從長期穩定上來看，產品在尺寸與柔性上都保持著世界紀錄，是全球最小尺寸的侵入式腦機接口植入體，比Neuralink的產品小一半。也是全球創傷最小的侵入式腦機接口系統，實現了微創與高性能的平衡。相比上一代產品，二代系統通道數提升至256。WRS02的首例臨床試驗計劃在近期開展。
“我們希望做價值導向的研究。”趙鄭拓這樣表示：“希望能幫助患者解決實際上的問題，讓他們回歸社會，提高生活上的獨立性，因為這些都是溝通時他們最先告訴我的需求。這是我們做開發最大的動力。”
對于接下來的研究，趙鄭拓勾勒出清晰的發展路徑——三年內實現運動與語言功能重建的規模化應用；五年內突破人工視覺、聽覺修復，以及對帕金森、抑郁癥等疾病的精準神經調控；十年左右時間，隨著微創技術日益成熟，植入創傷可控制于毫米級，未來手術有望趨近“打耳釘”般簡便。
更廣泛的人機融合則是終極目標。“未來的腦機接口不僅僅應用于醫療康復，也將走向普通人機增強。在那個世界里，屏幕、鍵盤可能不再是必需品，信息與感知通過腦機橋梁高效流動。人們可以更主動地調節自身的精神狀態，記憶與情感也可能被更精細地干預與管理。”趙鄭拓描繪出了一幅全新的人機交互圖景。
◇??讓更多年輕人發揮創造力??◇??
在研究組組長、腦智卓越中心研究員李雪看來，腦機接口研究須兼具科學銳度與人文關懷。而作為前沿科技領域，其發展不僅依賴技術突破，更離不開人才的支撐與倫理的審視。
李雪表示，腦機接口的發展涵蓋從設計、研發到臨床應用的完整產業鏈。中國產業鏈基礎扎實、響應迅速，加之人口基數大、應用場景廣闊，為腦機接口提供了有利條件。然而，行業仍處于早期階段，人才儲備嚴重不足。“從業十年已算‘老人’。”李雪坦言，當前最核心的問題是培養從基礎到跨領域的多層次人才，推動行業持續進步。“希望有更多年輕人加入我們。”
中國科學院院士、腦智卓越中心學術主任蒲慕明指出，腦機接口近年迎來爆發式進展，與人工智能發展并行，未來也必將面臨倫理界限的挑戰——究竟應用于醫療康復，還是用于人體機能增強？這需要建立明確的倫理規范，正如體育競賽禁止使用興奮劑，智力領域的“增強”也須謹慎界定。
在蒲慕明看來，中國腦機接口領域目前尚未形成標志性的原創突破，一個關鍵原因在于人才培養與激勵機制存在局限。“目前科研人員多集中于高校和研究所，缺乏企業界的深度參與與資源整合。此外，科研評價體系往往偏向已積累較多成果的團隊，許多剛畢業的博士、博士后難以獲得獨立支持，創新活力受到抑制。”趙鄭拓與李雪兩位都是年輕的博士，畢業不久即投身腦機接口研究，但通過給予獨立支持，幾年內已帶領團隊取得顯著進展，緊跟國際前沿。
蒲慕明建議，可以設立面向青年學者的專項研究基金，支持有潛力的博士后和博士生專注關鍵問題攻關，而非僅將資源集中于成熟團隊。科研評審與人才評價機制也應更注重創新潛力與實際貢獻，營造鼓勵探索、包容失敗的科研生態。“只有讓年輕一代真正發揮創造力，腦機接口領域才能實現從跟隨到引領的跨越。”
來源?青年報記者劉晶晶?2025年12月17日
http://www.why.com.cn/wx/article/2025/12/17/17659592311232426294.html
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