中新網北京6月14日電 (記者 孫自法)腦機接口技術研究進展如何？其在醫(yī)療健康領域應用情況怎樣？這些話題近年來在全球備受矚目。

　　來自中國科學院的最新消息說，中國科學家團隊近期成功開展中國首例侵入式腦機接口的前瞻性臨床試驗，并創(chuàng)造出目前全球最小尺寸、柔性最強神經電極和全球最小尺寸腦控植入體的三項世界之最。這也標志著中國在侵入式腦機接口技術上成為繼美國之后，全球第二個進入臨床試驗階段的國家。

　　受試者腦機接口運行穩(wěn)定效果良好

　　中國首例侵入式腦機接口的前瞻性臨床試驗，由中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心趙鄭拓研究員團隊、李雪研究員團隊聯合復旦大學附屬華山醫(yī)院吳勁松/路俊鋒教授團隊并與相關企業(yè)合作，近期在上海順利實施，也是這兩家科研、醫(yī)療機構共建的上海市腦機接口臨床試驗與轉化重點實驗室成立后取得的首項重要成果。

　　研究團隊介紹，腦機接口技術分為植入式、非植入式兩大類，植入式又包括侵入式、半侵入式兩種。

　　本次侵入式腦機接口臨床試驗受試者是一位因高壓電事故導致四肢截肢的男性。自2025年3月植入該腦機接口設備以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，術后至今一個多月未出現感染和電極失效的情況。僅用2至3周的訓練，他便實現下象棋、玩賽車游戲等功能，達到跟普通人控制電腦觸摸板相近的水平。

　　研究團隊表示，這次成功開展臨床試驗的侵入式腦機接口設備系統(tǒng)還具有無線信號傳輸、無線充電(通過定制的帽子)特點，實現對患者友好的人性化設計。在未來獲批注冊上市后，中國團隊研發(fā)侵入式腦機接口設備系統(tǒng)有望幫助完全性脊髓損傷、雙上肢截肢及肌萎縮側索硬化癥患者等群體實現運動替代，顯著提升他們的生存質量。

　　全球最小尺寸柔性最強神經電極

　　與此前世界上唯一進入臨床試驗階段、代表業(yè)界最高水平的埃隆·馬斯克創(chuàng)辦企業(yè)Neuralink侵入式腦機接口系統(tǒng)中使用的神經電極相比，中國團隊在神經界面技術上處于領先地位。

　　趙鄭拓指出，其團隊研制及生產出目前全球最小尺寸、柔性最強的神經電極，截面積僅為Neuralink所使用電極的1/5到1/7，柔性則超過Neuralink的百倍，植入后讓腦細胞幾乎“意識”不到旁邊有異物，可最大程度降低對腦組織的損傷。

　　該超柔性神經電極具備高密度、大范圍、高通量、長時間的穩(wěn)定在體神經信號采集能力，已相繼完成在嚙齒類、非人靈長類和人腦中長期植入和穩(wěn)定記錄驗證，為植入式腦機接口前端電極組織相容性差和信道帶寬窄的關鍵“瓶頸”，提供了開拓性的解決方案。

　　集成全球最小尺寸腦控植入體

　　在中國首例侵入式腦機接口的前瞻性臨床試驗中，趙鄭拓和李雪團隊合作研發(fā)的侵入式腦機接口系統(tǒng)，是中國國內迄今唯一獲得注冊型檢報告且可以長期穩(wěn)定采集到單神經元Spike信號(最能反映大腦神經活動的電信號)的腦機接口系統(tǒng)，其毫秒級、單神經元水平的神經信號捕獲特性為應用提供了良好的神經電信號數據基礎。

　　其中，基于目前全球最小尺寸、柔性最強的神經電極，集成的植入體直徑26毫米、厚度不到6毫米，是目前全球最小尺寸的腦控植入體，僅硬幣大小，為Neuralink產品1/2。

　　因此，在手術友好程度方面，不需要整體貫穿顱骨，只需要在大腦運動皮層上方的顱骨上“打薄”出一塊硬幣大小的凹槽用以鑲嵌設備，再在凹槽中打一個在顱骨上開5毫米的穿刺孔。其采用神經外科微創(chuàng)術式，既有效降低手術期風險，也顯著縮短術后康復周期。同時，基于成熟外科技術構建的完整操作體系，標準化操作流程更利于在各級醫(yī)療機構神經外科開展規(guī)?；瘧?。

　　李雪指出，中國團隊研發(fā)的侵入式腦機接口系統(tǒng)是在神經科學原理指導下設計，可以通過較少數量的植入電極實現跟較多冗余設計的Neuralink相似的控制水平。該低冗余量設計盡量減少對患者帶來植入損傷，讓患者更多受益。

　　創(chuàng)造性實現神經解碼器動態(tài)優(yōu)化

　　實時在線解碼是腦機接口技術的關鍵環(huán)節(jié)。中國團隊研發(fā)的侵入式腦機接口系統(tǒng)，可在十幾毫秒窗口期內完成神經信號的特征提取、運動意圖解析及控制指令生成全流程，其核心挑戰(zhàn)是建立毫秒級高精度響應的閉環(huán)控制鏈路，適應神經信號的非平穩(wěn)性，并實現解碼器與被試的雙向動態(tài)適應，這對解碼模型的動態(tài)適應性和計算效率提出雙重考驗。

　　趙鄭拓表示，研究團隊通過自主研發(fā)的在線學習框架，創(chuàng)造性實現了神經解碼器的動態(tài)優(yōu)化。該解碼框架采用參數自適應調節(jié)機制，協調解碼器優(yōu)化和神經可塑性，突破傳統(tǒng)靜態(tài)解碼模型難以適應神經信號時變特性的局限性，并結合柔性電極信號采集穩(wěn)定性優(yōu)勢和高精度神經發(fā)放估計策略，實現了高魯棒性(系統(tǒng)在面對變化或干擾時，保持其功能和性能的能力，也稱穩(wěn)健性和強壯性)、低延時、可自動適應的實時在線運動解碼。

　　動物試驗已驗證安全性和功能性

　　在開展人體試驗之前，依托中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心建設的國際領先非人靈長類研究平臺，中國團隊侵入式腦機接口系統(tǒng)的安全性和功能性已在獼猴中得到驗證。

　　該系統(tǒng)被植入到獼猴運動皮層的手部和手臂功能區(qū)，植入手術順利完成后系統(tǒng)持續(xù)運行穩(wěn)定，未出現感染和電極失效的情況；獼猴經過訓練，已成功實現僅憑神經活動即可敏捷且精準地控制計算機光標運動，并在此基礎上實現目標引導下的腦控打字。

　　在平穩(wěn)運行一段時間后，獼猴試驗的植入體被手術安全取出，并更換新植入體在同一個顱骨開孔位置完成二次植入。其術后系統(tǒng)持續(xù)運行穩(wěn)定，同樣未出現感染和電極失效的情況，獼猴快速適用新系統(tǒng)并流暢實現腦控光標。該手術的順利完成，驗證了植入體通過二次手術升級換代的可行性。

　　腦機接口技術為患者帶來新希望

　　作為中國首例侵入式腦機接口臨床試驗的主刀醫(yī)生，路俊鋒教授指出，精準定位和植入是手術成功的關鍵，在為受試者進行手術前，華山醫(yī)院團隊采用功能磁共振成像聯合CT影像技術，重構了受試者專屬三維模型與人腦運動皮層的詳細功能地圖，以確保植入位置的精確性。

　　手術當天，醫(yī)療團隊借助高精度導航系統(tǒng)，在喚醒手術下將超柔性電極植入受試者大腦的運動皮層指定區(qū)域，整個手術過程精確到毫米級別，最大限度保證安全性和有效性。得益于研究團隊創(chuàng)新研發(fā)出目前三項世界之最的腦機接口系統(tǒng)，在這次完成高精度電極植入基礎上，還可以為后續(xù)的信號采集和解碼奠定重要基礎。

　　中國科學院院士、中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心學術主任蒲慕明指出，腦機接口電極的微小化、無線化，從技術上單個實現都很困難，此次研發(fā)集成應用于臨床試驗，并保持長期穩(wěn)定運行，這是腦機接口技術發(fā)展的一項重大突破。未來，結合新的機器學習、人工智能算法，腦機接口將讀取語言等更加復雜信息，具有廣泛應用前景。

　　通過腦機接口重新連接世界，為運動功能障礙患者帶來新希望。研究團隊透露，他們下一步會嘗試讓受試者使用機械臂，實現在生活中完成抓握、拿杯子等操作。后續(xù)，還將涉及到對復雜物理外部設備進行控制，例如對機器狗、具身智能機器人等智能代理設備的控制，拓展相關功能喪失患者的生活邊界。(完)