就侵入式脑机接口时期而言，其将神经元“翻译”成比特，波及网络硬件、解码时期、安全考证等三大主要科研关卡

　　我国脑机接口时期能在短时辰内踏进寰球一线，并非单一时期的获胜，而收获于集顶层遐想、医工协同于一体的生态援救

　　文 |《远眺》新闻周刊记者 董雪

　　在接纳植脱手术近9个月后，我国首例侵入式脑机接口临床试验参与者情景细腻，动作截肢的他凭“意念”能遏抑电脑，完成发微信、打游戏等操作。

　　2025年3月，中国科学院脑科学与智能时期寥落立异中心斡旋复旦大学附庸华山病院（下称华山病院）等团队，获胜开展我国首例侵入式脑机接口的前瞻性临床试验，象征着中国在侵入式脑机接口时期上，成为继好意思国之后寰球第二个参加临床试验阶段的国度。

　　据中国科学院院士、中国科学院脑科学与智能时期寥落立异中心学术主任蒲慕明浮现，早在5年前，他就曾组织过一次世界范围的长远计划，说合领域各人王人聚一堂，共同分析国内在脑机接口时期上的短板，得到的谜底不太乐不雅——从电极出产到医疗垄断需要全面追逐。

　　从“全面追逐”到临床试验落地，5年间中国顶尖科研机构和病院尝试遏制哪些科研命门？脑机接口时期又为何让这些一流团队孜孜以求？

　　近日，本刊记者深度采访研发该脑机接口系统的中国科学院脑科学与智能时期寥落立异中心科研团队和实施手术的华山病院医护团队，规复这项前沿时期杀青遏制的历程。

　　把电极植入大脑

　　该试验参与者是一位因高压电事故导致动作截肢的男性。

　　手术本日，华山病院神经外科阐发吴劲松/路俊锋团队借助高精度导航系统，在试验参与者澄清情景（澄清麻醉手术）下，将中国科学院脑科学与智能时期寥落立异中心赵郑拓究诘组和李雪究诘组团队开发的柔性电极平定植入其大脑通顺皮层指定区，术中即刻纪录联想手部通顺时的电行动，以确保植入位置定位准确。

　　记者在采访中看到，植入体像是带有两条柔性细丝的硬币。路俊锋告诉记者，细丝是用于网络神经信号的柔性电极，硬币则是封装好的信号处理芯片。

　　他进一步先容说，该手术遴选神经外科微创术式，需要在大脑通顺皮层上方的颅骨上“打薄”出一块硬币大小的凹槽，用来嵌入封装好的信号处理芯片，再在凹槽中开5毫米的颅骨穿刺孔以植入电极。

　　为确保手术获胜，路俊锋团队在手术前的半年时辰里完成了卓著20次模拟植入演练。

　　此外，依托华山病院神经外科在脑功能定位和保护方面的时期累积，路俊锋团队还在手术前制定了遴选功能性核磁成像定位、东谈主脑图谱画图定位、试验参与者专属三维模子构建等多种脑功能定位决策，画图出试验参与者大脑通顺皮层的详备功能舆图，确保植入位置豪厘不差。

　　植入完成后，试验参与者戴上一顶“帽子”。研发团队将外部蛊卦集成在这顶“帽子”中，“帽子”里面装有无线供电器和信号经受器，能与植入体对位并高效耦合。植入芯片电极与“帽子”无需复杂线缆即可自动连合系统，极大普及了平方使用的肤浅性。

　　据了解，团队基于练习的外科时期，构建了侵入式脑机接口系统植入的设施化操作历程，为畴昔范围化垄断奠定基础。

　　记者从中国科学院脑科学与智能时期寥落立异中心获悉，该系统有望于2028年获批注册上市，上市后有望通过通顺功能替代时期，匡助全都性脊髓毁伤、双上肢截肢及肌萎缩侧索硬化症（渐冻症）患者群体遏制性改善糊口质料。

　　“钻”进大脑“听”神经

　　侵入式脑机接口时期如故杀青临床试验遏制，但业界和公众仍有疑虑：一定要将蛊卦植入大脑里面吗？通过带领在头皮上的非侵入式蛊卦，无法杀青访佛功能吗？

　　这么的时期阶梯之争，在寰球脑机接口领域从未停歇。两种阶梯的中枢不对，正在于蛊卦与大脑的“亲密”进度——是通过植入样子杀青神经信号的精确捕捉，还所以非侵入样子均衡安全性与信号质料，不同选拔背后对应着不同的时期诉求与垄断场景。

　　中国科学院脑科学与智能时期寥落立异中心究诘员赵郑拓告诉记者，东谈主类大脑有近千亿个神经元，大脑皮层共有六层。若是把大脑比作一座密闭的体育馆，近千亿个神经元就像散布在体育馆六层看台上的不雅众，每个区域的不雅众通过发出不同的声息扩充不同的功能。

　　非侵入式时期，访佛于在体育馆外听馆内的声息；半侵入式时期，相配于在看台顶部放大宗发话器，能捕捉到更多相对了了的声息；侵入式时期，则更像把好多发话器放到每位不雅众眼前，近距离“倾听”隔邻每个不雅众的声息，获取更了了、更准确的信号。

　　李雪暗意，侵入式时期的上风是能获取单神经元级别的高质料信号，进而杀青愈加精确的脑控功能。侵入式时期的不及在于：一方面，东谈主脑神经元数目遍及，侵入式时期无法纪录统共神经元，这一客不雅遏抑决定了手术必须将有限的电极精确植入到扩充特定功能的要害区域，以确保时期有用；另一方面，侵入性操作例必带来一定的创伤与风险，因此，该时期的试验参与者现经常时放肆为因紧要疾病或不测导致丧失行径能力、且经评估符合接纳侵入性手术的患者。

　　埃隆·马斯克创立的Neuralink公司是脑机接口领域最着名的机构，也遴选侵入式时期。据了解，Neuralink已将其蛊卦植入多名患者体内，并展示了患者通过意念棋战、玩游戏的案例。但其电极时期在柔性和尺寸上存在一定局限，且蛊卦体积相对较大，需要移除部分头骨能力植入。

　　与Neuralink比较，中国团队这次临床试验展现出独到上风。植入蛊卦以来，系统运行褂讪，未出现感染和电极失效情况。试验参与者仅用2至3周磨真金不怕火，便能通过蛊卦杀青下象棋、玩赛车游戏等功能，其遏抑水平与世俗东谈主遏抑电脑触摸板左近。

　　团队暗意，下一个主义是让试验参与者使用机械臂完成抓抓、拿杯子等试验生活操作，并进一步遏抑机器狗、智能轮椅、具身智能机器东谈主等复杂外设，拓展试验参与者生活范围。

　　奈何将神经元“翻译”成比特

　　非论侵入式、半侵入式如故非侵入式时期阶梯，脑机接口时期的主义都是卓著神经信号捕捉—解析—退换的天堑，将大脑神经元微小的电信号，准确、及时地“翻译”成电脑不错和会的提示。

　　这亦然脑机接口时期濒临的中枢挑战。

　　不同时期阶梯的探索，骨子上都是在为破解这一挑战寻找适配旅途：侵入式时期通过近距离捕捉单神经元信号，裁汰“翻译”的干与资本；非侵入式、半侵入式时期则需攻克信号衰减、噪声过滤等难题，普及“翻译”的准确性。

　　就侵入式脑机接口时期而言，其将神经元“翻译”成比特，波及网络硬件、解码时期、安全考证等三大主要科研关卡。

　　关卡一：网络硬件——以超柔性电极破解高质料信号网络难题。

　　信号网络是侵入式脑机接口时期落地的首要本领，其瓶颈在于奈何杀青永劫辰、大范围高质料信号网络的同期，不毁伤脑组织。

　　记者采访了解到，赵郑拓和李雪团队的侵入式脑机接口系统，是国内独一取得注册型磨真金不怕火叙述且不错恒久褂讪网络到单神经元信号的脑机接口系统，其毫秒级、神经元水平的神经信号拿获特质为垄断提供了细腻的神经电信号数据基础。

　　在手术友好度方面，该信号处理芯片直径26mm、厚度不到6mm，是寰球最小尺寸的脑控植入体，为Neuralink家具的1/2。同期，其柔性电极尺寸极小，截面积仅为Neuralink家具所使用电极的1/7到1/5，柔性卓著Neuralink家具百倍。

　　说合团队考究东谈主告诉记者，该蛊卦具备高密度、大范围、高通量、永劫辰褂讪在体神经信号的网络能力，已接踵完成在啮齿类、非东谈主灵长类和东谈主脑中恒久植入和褂讪纪录考证。使用这一蛊卦，脑细胞果真“剖判”不到足下有异物，最猛进度裁汰了对脑组织的毁伤。

　　关卡二：解码时期——依托高稳当性、低延时的及时在线算法，搭建大脑与电脑“翻译”“对话”的桥梁。

　　赵郑拓先容，及时在线解码是脑机接口时期的要害本领。脑机接口系统需要在十几毫秒窗口期内完成神经信号的特征索求、通顺意图解析及遏抑提示生周到历程。

　　比较传统的静态解码器，该团队亮点在于通过在线学习框架杀青解码器的动态优化，相配于赋予解码器“自学能力”。当大脑反复使用某一起径（如联想迁徙光标来遏抑蛊卦）来达成主义时，说合的神经环路会得到强化。考究产生有用信号的神经元之间，突触连合会增强、加多，酿成更高效的“专线”。解码器能凭据大脑信号的变化，及时调整我方的“解码准则”，与大脑的变化同步成长、相互稳当，惩办恒久以来脑机接口信号不褂讪、久用容易失灵的问题。

　　比如，当试验参与者“想”迁徙电脑屏幕上的光标时，大脑神经元会产生特定的电行动模式。柔性电极捕捉到这些微小的电信号后，通过植入在头骨下的信号处理芯片，将其传输到试验参与者头上带领的特制“帽子”中。“帽子”里集成的无线蛊卦不仅为系统供电，还将信号传输到诡计机，经过智能算法处理后，将神经行动模式退换为机器可扩充的提示。

　　“这个过程有点像学骑自行车，试验参与者一开动需要刻意旨真谛考每个动作，跟着练习渐渐变得天然领悟。”赵郑拓补充说，在试验参与者渐渐稳当系统的同期，系统也会不断稳当考验参与者的想维民俗。“就像两个东谈主渐渐学会相互的疏浚样子，跟着两边的稳当和学习，这种‘对话’会变得越来越领悟。”

　　关卡三：安全考证——经动物实验考证侵入式脑机接口系统的恒久褂讪性和升级可行性，为东谈主体垄断筑牢安全根基。

　　安全性是统共时期垄断的基石，侵入式脑机接口这类高风险时期更不例外。

　　依托中国科学院脑科学与智能时期寥落立异中心的非东谈主灵长类究诘平台，该侵入式脑机接口系统在开展东谈主体试验前，其安全性和功能性如故在猕猴中得到考证。

　　团队先容，侵入式脑机接口系统被植入到猕猴通顺皮层的手部和手臂功能区，植脱手术获胜完成后系统陆续运行褂讪，未出现感染和电极失效的情况。何况猕猴经过磨真金不怕火，可获胜杀青仅凭神经行动即能敏捷且精确遏抑诡计机光标通顺，在此基础上，还杀青了主义率领下的脑控打字。

　　在沉稳运行一段时辰后，猕猴的植入体被手术安全取出，并更换新植入体在吞并个颅骨开孔位置完成二次植入。二次植入术后，该系统陆续运行褂讪，一样未出现感染和电极失效的情况，猕猴可快速稳当新系统并领悟杀青脑控光标。“二次植脱手术的获胜完成，考证了植入体通过二次手术升级换代的可行性。”团队说合考究东谈主说。

　　这意味着，中国的侵入式脑机接口时期如故在网络硬件、解码时期和安全考证三大约害本领杀青系统性遏制。畴昔，时期迭代还需聚焦及时反应能力、抗干与性能、恒久褂讪运行等远程“翻译”打算陆续进化。

　　生态援救达成亮眼“冲刺”

　　侵入式脑机接口中枢时期的系统性遏制，无疑是中国科技力量一次亮眼的“冲刺”。遏制天然可喜，但更值得戒备的是驱动遏制、援助遏制的深层力量。

　　业内东谈主士告诉记者，我国脑机接口时期能在短时辰内踏进寰球一线，并非单一时期的获胜，而收获于集顶层遐想、医工协同于一体的生态援救。

　　一方面，顶层遐想与所在援救酿成协力。

　　蒲慕明先容，在国度层面，2021年启动《科技立异2030-“脑科学与类脑究诘”紧要神气》（通称“中国脑谋划”），明确“十四五”期间围绕脑领路原和会析、脑疾病休养、脑机智能时期三大领域布局，为脑机接口基础究诘提供了陆续援救。

　　在所在层面，以上海为例，市级科技紧要专项“脑机接口要害时期与中枢器件”、市科委战术前沿脑机接口专项神气、市卫生健康委和市教委等说合神气协同援救，酿成了从国度到所在的立体化援救收集。

　　这种系统化布局不仅在于条块援救，也体当今究诘标的的有机联接。“中国脑谋划”在脑机智能时期领域有两个重心布局标的，等于脑机接口和类脑智能。在脑究诘的基础领域也布局了“介不雅脑神经斡旋图谱”神气，从神经元的法式解码大脑神经细胞的种类和散布、神经斡旋和其功能，为脑机接口时期发展提供大脑神经斡旋的基础信息。

　　本年，中国科学院脑科学与智能时期寥落立异中心、华中科技大学苏州脑空间信息究诘院、华大生命科学究诘院等机构斡旋多国科学家，推出10项“脑图谱”系列效果，细胞出书社7月以专题论文集的边幅荟萃发布，象征着我国牵头的“脑图谱”究诘杀青了从啮齿类向灵长类的卓著。

　　另一方面，医工协同共树立异生态。

　　当年一年，仅华山病院就与国内近10家顶尖的脑机接口立异企业配合，完成了数十次临床试验手术。主义是自主研发脑功能定位导航时期，能把开颅、寻找植入点的时辰，从原本的几个小时压缩到3分钟；牵头树立“iBRAIN侵入式脑电数据定约”，但愿汇聚高质料数据，磨真金不怕火出脑科学领域的ChatGPT模子；针对不同练习度的脑机接口家具制定临床试验垄断“三步走”决策；发起“脑机接口临床试验与退换立异斡旋体”，首批有20多家成员单元加盟……作为国度神经疾病医学中心建设的主体单元之一，华山病院正在构建“临床引颈—时期遏制—产业落地”一条链的生态系统。

　　顶尖病院牵引是生态茂盛的一个缩影。上海已开展脑机接口要害时期的系统性布局，积极买通优质科研资源、临床机构等高下贱，扶植产学研医深度和会的立异生态。2025年1月，《上海市脑机接口畴昔产业扶植行径决策（2025—2030年）》发布，进一步加速家具研发与临床试验。2025年6月，上海启动建设“脑机接口畴昔产业汇注区”，脑机接口主见考证平台、世界颠覆性时期立异大赛脑机接口锦标赛、脑机接口产业定约长三角产业立异中心、脑机接口畴昔产业基金矩阵等举措同步发布。

　　上海市科委先容，脑机接口畴昔产业汇注区选址上海新虹桥外洋医学中心，旨在施展区域科研基础塌实、临床资源丰富、产业资源权贵的上风，以汇注区为中枢，酿成“时期遏制—产业退换—场景落地”的汇注效应。畴昔，汇注区将加大立异企业引育力度，加速共性时期平台建设，拓展脑机接口立异垄断和产业化生态，普及区域空间立异浓度，加速酿成脑机接口畴昔产业的“核爆点”。

　　从实验室、手术台走向产业化开yun体育网，脑机接口正不断拓宽想维的范围。它不仅为患者带来竖立的但愿，更将一个智能期间东谈主机关系无尽可能的畴昔缓缓照进现实。■