《星島》見習記者 齊鑫 上海報道

中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（下稱“腦智卓越中心”）近日宣布，其研究團隊聯(lián)合復旦大學附屬華山醫(yī)院及相關(guān)企業(yè)，在侵入式腦機接口臨床研究上取得關(guān)鍵進展。

該團隊研發(fā)的侵入式腦機接口系統(tǒng)已成功完成第二例臨床試驗，成功幫助一位高位截癱患者，僅通過“意念”便能流暢操控智能輪椅與機器狗，在真實場景中完成自主移動與抓取物品。

這一突破，標志著中國腦機接口技術(shù)，從二維屏幕光標控制邁向三維物理世界交互，為商業(yè)化應用按下了快進鍵。

當前，腦機接口作為“十五五”規(guī)劃中與量子科技、生物制造、氫能和核聚變能、具身智能、第六代移動通信并列的“未來產(chǎn)業(yè)”，其發(fā)展已上升至國家戰(zhàn)略高度。

“腦機接口作為人機交互的終極形態(tài)，是未來產(chǎn)業(yè)的核心賽道。”12月18日，北京社科院副研究員王鵬告訴《星島》，隨著技術(shù)迭代與場景拓展，其市場規(guī)模有望快速擴張，成為推動醫(yī)療、消費、工業(yè)等領(lǐng)域變革的關(guān)鍵力量。中國憑借政策導向、臨床資源與工程化能力優(yōu)勢，將在全球競爭中占據(jù)主導地位，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)向規(guī)模化、高質(zhì)量方向升級。

三維物理世界的操控與交互

《星島》了解到，該例臨床試驗患者于2022年因脊髓損傷導致高位截癱，經(jīng)過一年多時間康復情況未有改善。今年6 月，該患者植入了侵入式腦機接口系統(tǒng)。

經(jīng)過數(shù)周訓練，患者已經(jīng)可以穩(wěn)定控制電腦光標、平板電腦等電子設備。在此基礎(chǔ)上，技術(shù)團隊又進一步將系統(tǒng)拓展至三維物理設備控制，幫助患者實現(xiàn)了對智能輪椅和機器狗的連續(xù)、穩(wěn)定、低延遲操控，使其能夠在復雜日常場景中完成多項功能活動。

▲癱瘓患者通過意念操控智能輪椅。 圖源/活動方供圖

為實現(xiàn)這一目標，團隊在技術(shù)層面上實現(xiàn)了多層突破。在神經(jīng)信息提取環(huán)節(jié)，團隊開發(fā)出高壓縮比、高保真的神經(jīng)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，并創(chuàng)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(shù)”幾種數(shù)據(jù)壓縮方式。該混合解碼模型在噪聲環(huán)境下仍能高效提取有效信號，使整體腦控性能提升約 15%-20%。同時，團隊還引入了“神經(jīng)流形對齊技術(shù)”，自主研發(fā)了“在線重校準技術(shù)”。

最為關(guān)鍵的是響應速度，該研究通過自定義通信協(xié)議和系統(tǒng)級優(yōu)化，將從信號采集到指令執(zhí)行的端到端延遲壓縮在100毫秒以內(nèi)，這一速度低于人體自身的生理延遲，能夠使患者的控制體驗更加流暢自然。

“目前我們看到的這些算是簡單的物理外設，如輪椅、機械臂、機器狗�；�于這些基礎(chǔ)物理外設硬件控制的實現(xiàn)，我們希望下一步能夠在控制水平以及控制復雜度等層面拓展，能夠?qū)崿F(xiàn)接近常人的肢體控制度。”該技術(shù)團隊帶頭人趙鄭拓表示，未來團隊希望可以通過腦接口技術(shù)的不斷提升，可以實現(xiàn)控制人形機器人等復雜外設，在控制水平、速度、復雜度等層面達到超越常人的目標。

《星島》了解到，團隊帶頭人趙鄭拓、李雪也是階梯醫(yī)療的創(chuàng)始人，該公司主要從事腦機接口相關(guān)技術(shù)研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化。天眼查顯示，近期，階梯醫(yī)療已完成來自上海國投的B+輪融資。今年10月，階梯醫(yī)療第三例腦機接口患者的臨床試驗也已順利完成，目前已成功實現(xiàn)對機械臂的穩(wěn)定操控。

產(chǎn)業(yè)化進程加速

近年來，在世界范圍內(nèi)，腦機接口行業(yè)正迎來越來越多的關(guān)注。

2021年，美國企業(yè)家埃隆·馬斯克旗下的Neuralink曾展示讓猴子用意念玩乒乓球的實驗；去年，Neuralink宣布其首例人體植入手術(shù)成功完成。今年8月，美國血管介入腦機接口企業(yè)Synchron首次公開演示，植入血管介入腦機接口系統(tǒng)的漸凍癥患者僅憑借意念，就可以自如操控 iPhone、iPad等設備，無需肢體動作或語音指令。

中國腦機接口行業(yè)近年來也取得了多項顯著成果。

去年12月，韶腦科技研發(fā)的“腦電采集康復訓練設備”（滬械注準20242190431）獲得上海市首張非侵入式腦機接口醫(yī)療器械注冊證；今年3月，北京腦科學與類腦研究所宣布，“北腦一號”智能腦機系統(tǒng)已完成國際首批柔性高通量半侵入式無線全植入腦機系統(tǒng)的人體植入，進入臨床驗證階段……

“對于用戶來說，商業(yè)的大規(guī)模落地其實正在推進的過程中，我們預計未來大概5年的時間內(nèi)，就會有真正的注冊產(chǎn)品出現(xiàn)，真正推廣到市場，并且能夠應用起來，甚至可能不止一代的產(chǎn)品。”李雪向《星島》表示。

她進一步向記者講解，例如像精神系統(tǒng)性疾病的調(diào)控設備，此前業(yè)界就已經(jīng)出現(xiàn)傳統(tǒng)應用，在此基礎(chǔ)上，團隊利用腦機接口技術(shù)，使其形成閉環(huán)，以實現(xiàn)副作用更小更精準的調(diào)控，相關(guān)技術(shù)落地大約需要5年時間。感知學修復技術(shù)落地時間稍長，預計大約5-10年的時間會出現(xiàn)較為有效的調(diào)控手段。

談及落地過程中的難點，李雪表示，腦機接口并非傳統(tǒng)的醫(yī)療器械，技術(shù)團隊在研發(fā)過程中會遇到各種各樣的困難，例如系統(tǒng)對接等。另外，目前行業(yè)缺乏明確的標準規(guī)范，需要行業(yè)內(nèi)頭部的企業(yè)、領(lǐng)先的團隊和有關(guān)監(jiān)管機構(gòu)、臨床醫(yī)生等各方一起協(xié)商制定。

王鵬也向《星島》表示，除了涉及倫理與監(jiān)管框架問題外，腦機接口技術(shù)的成熟度與可靠性還需要進一步提高。另外，神經(jīng)科學、材料學、算法等領(lǐng)域存在“語言壁壘”，協(xié)同研發(fā)機制尚不成熟。核心器件依賴進口，供應鏈自主可控能力不足，推高了生產(chǎn)成本。臨床轉(zhuǎn)化周期長、資金投入大，還需要資本支持技術(shù)創(chuàng)新和迭代。

“醫(yī)療場景中，患者對侵入式手術(shù)的恐懼、醫(yī)保覆蓋有限、醫(yī)生操作熟練度不足制約普及。消費場景中，設備需解決‘技術(shù)能否真正解決需求’的痛點，提升實用性與性價比。公眾對腦機接口的認知有限，還需加強科普教育，消除技術(shù)誤解與倫理擔憂。”王鵬說。

       原文標題 : 中國腦機接口重大突破：高位截癱患者實現(xiàn)“意念操控”輪椅與機器狗