发布时间:2026-01-06
一位高位截瘫的中年人,仅凭意念便能操控智能轮椅在小区遛弯,指挥机器狗取回外卖……
这并非科幻场景,而是中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心赵郑拓、李雪团队联合复旦大学附属华山医院及相关企业近日开展的第二例侵入式脑机接口临床试验的真实成果。
这项突破不仅超越了传统医疗的想象,更实现了脑机接口从二维屏幕光标控制到三维物理世界交互的技术跃迁。
意念“掌舵”生活
故事始于2022年的一次不幸摔倒,患者因脊髓损伤导致高位截瘫,仅能活动头颈部。2025年6月,他植入了团队联合开发的脑机接口系统,几周后便开启了“意念控制”的新生活。初期经2-3周训练,他已能操控电脑光标等电子设备,而团队敏锐捕捉到他对“触摸”真实世界的渴望,随即推动技术从二维电子屏幕拓展至三维物理外设。
“这位患者性格腼腆,但从其父亲惊喜的表情中,能清晰感受到技术带来的改变。”赵郑拓回忆道:“他其实也挺惊讶的,这个系统能实现的这种效果,因为这不同于我们传统的你要发出一个指令,然后再去控制它,其实就是在想象这个机器要怎么动它就怎么动了,就有点这种随性为心所动的效果。”
患者自己也坦言,这种控制“如驱动自己肢体般的自如,不需要通过大量脑力,一边对话、正常交流的过程中,用非常小的脑力就可以实现这种流畅自然的控制”。
这一跨越背后是多重集成技术创新的支撑。赵郑拓研究员详解道,从大脑提取信息到处理解码,再到传给外部设备,每个模块都有突破:在信号采集环节,团队通过多模态神经数据高效压缩算法,在有限通道里采集到最丰富的信息,实现高保真、高压缩比;数据解码环节,面对生活场景中繁多的干扰,开发了神经流形对齐、在线重校准等技术,“使得它无感就能提取到最准确的信息,无感进行解码器的更新,让患者好像什么都没做,但输出总是正确的”;数据传递环节,通过自定义通讯协议,将端到端延迟压缩至75毫秒,远低于人体自身200毫秒的生理延迟,“甚至会有一种控制外设比控制自己肢体还快的感觉”。这些技术综合发力,最终实现了生活场景拓展、二维到三维跨越、控制流畅自然的核心效果。
这与传统脑机接口控制外设需聚精会神、耗费大量脑力的状态截然不同,正如赵郑拓生动比喻的:“就像学一门外语,刚开始还在不断的在脑中进行翻译,但是之后就直接蹦出来这些词了,其实他经历的就是这么一个过程。”
第二代产品临床试验明年开启
目前,团队第三例患者临床试验已完成。赵郑拓介绍:“我们第三例现在是在做机械臂的控制,希望是家用场景下患者都支付得起的,通过系统算法性能的提升,让家用机械臂也能实现灵巧操控,帮助患者改善生活。”同时,团队还计划支持患者跨设备使用,探索人形机器人等更复杂外设,满足多场景生活需求。
基于临床成功验证,团队推出第一代高通量无线侵入式脑机接口系统(WRS01)的升级版WRS02,通道数提升至256,首例临床试验计划近期开展。赵郑拓还透露,明年的临床试验将把渐冻症患者纳入入组标准,“一方面改善他们的运动功能,另一方面,新一代系统还能解码他们的大脑内心语言并输出,让丧失语言功能的渐冻症患者重新获得语言交互能力”。
科研人的朴素初心:为家人减负
不同于部分追求视觉震撼的技术展示,团队始终以患者真实需求为核心。
李雪谈到,三年前在开发第一代原型机时,团队就开始构思如何帮助患者恢复工作能力。而赵郑拓首先想到的是“为家庭减负”。对于一位高位截瘫者而言,能够通过劳动获得报酬,意味着他不再仅仅是被家庭和社会单向照料的对象,而重新成为了社会价值的创造者。
在应用探索中,赵郑拓及李雪敏锐地抓住了“再就业”这一更深层次的社会需求,与地方残联的“科技助残”项目合作,让这位具备脑控电脑能力的患者,参与线上数据标注工作,例如核对自动售货机AI识别的准确性。这份工作虽然看似简单,却让患者重塑了自信,也让自我价值得到一定实现。
让植入手术像“打耳钉”
赵郑拓用“倒金字塔”模型阐释产业化思维:塔基是趋于产品级成熟的神经界面,之上是微创化系统集成,再往上是靠临床数据驱动的算法进化,塔尖则是应用场景拓展。他透露,团队正推进技术微创化,目标是让植入手术像“打耳钉”般简单,惠及更广泛患者。
在他看来,“现阶段脑机接口的硬件技术已进入平稳进步期,未来的瓶颈与机会都在于大规模数据的获取”。他强调:“数据会成为这个领域的石油,有了这些数据,我们才有可能迭代现有场景的性能,发现新的应用场景。毕竟我们现在只是浅浅用到了大脑运动相关的功能,未来还能对生理稳态、语言、认知、情绪等功能进行改善、替代或增强。”
谈到接下来的目标,脑智卓越中心学术主任、中国科学院院士蒲慕明勾勒了一个清晰的技术发展路径图:短期(三年内),运动、语言功能重建将实现规模化应用;中期(五年内),人工视觉、听觉等感知觉修复,以及对帕金森、抑郁症等神经精神疾病的精准调控将取得突破;长期(十年左右),高度微创化的系统有望催生医疗消费乃至普通消费场景,实现某种程度的功能增强。
展望未来,脑机接口将与AI深度融合,从AI辅助解码逐步走向生物与人工神经网络的深层耦合,最终改变人机交互本质。
尽管前路仍有技术、伦理、成本等挑战,但团队正以技术创新锐度与人文关怀温度,推动脑机接口从“生命重建”走向“潜能拓展”。中国本土创新力量,正以独特务实的路径,叩问生命尊严与人类潜能的边界。
来源 上海广播电台记者李雪梅
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