12月17日,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心联合国内科研机构及医疗单位,发布了第二例侵入式脑机接口临床试验的重要进展。该研究实现了关键技术跨越,从二维屏幕光标控制升级至三维物理世界交互,为脊髓损伤等瘫痪患者带来全新康复希望。
此次临床试验的受试者为一名中年男性患者,2022年因摔倒导致脊髓损伤致四肢瘫痪,经一年多康复治疗未改善,仅能活动头颈部。2025年6月,患者植入科研团队研发的脑机接口系统,经2-3周训练便实现意念操控电脑光标、平板电脑等电子设备,达到首例临床试验植入者的行为水平。在此基础上,团队通过技术迭代,成功将应用场景拓展至三维物理世界,目前患者已能以接近常人的速度用意念操作手机和电脑,并初步实现具身智能
机器人的控制。
该侵入式脑机接口系统采用微创设计,前端传感器粗细仅为发丝的百分之一,需在患者大脑内嵌入5-8毫米,颅骨打薄3-5毫米后嵌入后端处理器,整体创伤小、安全性高。其中,前端传感器如同"大脑网线",负责与外部世界的信息交互;后端处理器则将微弱的神经活动转化为机器可识别的数字信号,实现意念对外部设备的精准操控。
系统采用中国科学院脑智卓越中心研制及生产的神经电极,它是目前全球最小尺寸、柔性最强的神经电极,让脑细胞几乎“意识”不到旁边有异物,最大程度上降低了对脑组织的损伤。该超柔性神经电极具备高密度、大范围、高通量、长时间的稳定在体神经信号采集能力,已相继完成在啮齿类、非人灵长类和人脑中长期植入和稳定记录验证,为植入式脑机接口前端电极组织相容性差和信道带宽窄的关键瓶颈提供了开拓性的解决方案。
连续稳定、低延迟的精准控制是该系统的核心优势。为达成这一目标,科研团队研发高压缩比、高保真神经数据压缩技术,创新融合"尖峰频段功率相邻脉冲间隔"与"尖峰脉冲计数"等数据处理方式,构建混合解码模型。即便在神经信号嘈杂环境中,该模型也能高效提取有效信息,使脑控性能提升15%-20%。同时,团队攻克"跨天稳定神经流行对齐""在线重校准"等关键技术,让系统可在日常使用中实时微调解码参数,越用越顺手;端到端延迟压缩至100毫秒以内,低于人体生理延迟,实现意念与动作近乎同步的流畅体验。
在手术友好程度方面,脑智卓越中心研制的植入体直径26mm、厚度不到6mm,是全球最小尺寸的脑控植入体,仅硬币大小。因此不需要整体贯穿颅骨,只需要在大脑运动皮层上方的颅骨上“打薄”出一块硬币大小的凹槽用以镶嵌设备,再在凹槽中打一个在颅骨上开5毫米的穿刺孔。采用神经外科微创术式,在有效降低手术期风险的同时,显著缩短术后康复周期。
中国科学院院士、该中心学术主任蒲慕明表示,验证电极在大脑内的长期安全性、稳定性及信号记录解码的可靠性,是侵入式脑机接口迈向临床应用的关键一步。未来,相关技术将拓展至更多场景,包括大脑语言信息解码等,为神经系统疾病患者的功能重建提供更全面的解决方案。目前,科研团队正持续探索更多应用场景,以满足不同患者的个性化需求。
资料来源:央视新闻