每經(jīng)記者 許立波 每經(jīng)編輯 魏文藝
因頸髓損傷而高位截癱的中年人，僅憑意念，即可如臂使指地操控智能輪椅在小區(qū)遛彎，指揮機器狗作為“身體延伸”取回外賣……
這便是近日中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心趙鄭拓、李雪團隊（以下簡稱趙鄭拓團隊）聯(lián)合復旦大學附屬華山醫(yī)院及相關(guān)企業(yè)開展的第二例侵入式腦機接口臨床試驗的成果展示。研究團隊采用高通量無線侵入式腦機接口系統(tǒng)（WRS01），使一位高位截癱患者能夠通過腦電信號穩(wěn)定操控智能輪椅與機器狗，在真實生活場景中實現(xiàn)自主移動與物品取用。
12月17日，在接受包括《每日經(jīng)濟新聞》記者在內(nèi)的媒體記者采訪時，趙鄭拓表示，希望加速推動新品臨床轉(zhuǎn)化與應用驗證，讓腦機接口技術(shù)真正走向臨床落地應用，并以開放的心態(tài)與各類智能設(shè)備、應用平臺等合作，共同推動我國腦機接口技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展。
據(jù)趙鄭拓團隊透露，基于本次試驗積累的數(shù)據(jù)與經(jīng)驗，研究團隊于12月推出性能進一步提升的系統(tǒng)升級版本（WRS02），通道數(shù)增至256，WRS02的首例臨床試驗計劃于近期開展。
患者靠腦機接口操控輪椅
在趙鄭拓團隊提供的一段視頻中，這位患者坐上智能電動輪椅后，仿佛控制自己的肢體一般靈活?！拔蚁胍幌挛乙罅恕薄暗竭@個地方……向右了”——隨后輪椅便在弧形路段完成轉(zhuǎn)向，繼續(xù)向前。
該患者如此描述自己的真實感受：“就像控制游戲里的人物，不用特意去想搖桿要往哪個方向擺，自然而然想往哪個方向就過去了。信號傳輸比較穩(wěn)，也沒有太多延時?！?/p>
據(jù)中國科學院腦智卓越中心團隊（以下簡稱腦智卓越中心團隊）介紹，本次臨床試驗的重要意義在于，在技術(shù)上實現(xiàn)了從“二維交互”到“三維生命拓展”的突破。
參與本次臨床試驗的患者于2022年因脊髓損傷導致高位截癱，2025年6月植入由腦智卓越中心團隊與合作企業(yè)共同研發(fā)的腦機接口系統(tǒng)。經(jīng)數(shù)周訓練，患者已可穩(wěn)定控制電腦光標與平板電腦。腦智卓越中心團隊進一步將系統(tǒng)拓展至三維物理設(shè)備控制，實現(xiàn)對智能輪椅與機器狗的操控，幫助患者在復雜日常場景中完成多項功能活動。
但要實現(xiàn)上述應用場景，不僅需要解碼患者“向左”“向右”的簡單意圖，更需實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、低延遲的精準控制，以應對真實環(huán)境中復雜的路面狀況和交互任務(wù)。
《每日經(jīng)濟新聞》記者了解到，為實現(xiàn)這一目標，腦智卓越中心團隊在技術(shù)上實現(xiàn)了多層突破。
首先是在信息提取的源頭，開發(fā)了高壓縮比、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，將腦控性能整體提升了15%~20%。
其次，面對真實環(huán)境中聲、光、電磁干擾及患者生理、心理狀態(tài)波動導致的信號不穩(wěn)定問題，腦智卓越中心團隊引入“神經(jīng)流形對齊技術(shù)”，從高維動態(tài)神經(jīng)信號中提取穩(wěn)定低維特征，增強了解碼器的環(huán)境適應性與跨天穩(wěn)定性。此外，腦智卓越中心團隊還研發(fā)了“在線重校準技術(shù)”。
與此同時，人體自然神經(jīng)環(huán)路的傳導延遲大約在200毫秒。通過自定義通信協(xié)議，腦智卓越中心團隊將腦機接口系統(tǒng)從信號采集到指令下發(fā)至外設(shè)的端到端延遲，壓縮到了100毫秒以內(nèi)，甚至低于人體自身的生理延遲。這使得患者的控制體驗極其流暢自然，意念與動作幾乎同步。
值得注意的是，研究還發(fā)現(xiàn)，隨著患者對腦控外設(shè)的熟練掌握，任務(wù)相關(guān)神經(jīng)活動逐漸由廣泛神經(jīng)元參與轉(zhuǎn)向少數(shù)高效神經(jīng)元主導，在降低認知負擔的同時，實現(xiàn)對外設(shè)的“內(nèi)化”操控，從神經(jīng)機制層面解釋了“隨心所動”的成形過程。
腦機接口技術(shù)三階段落地
《每日經(jīng)濟新聞》記者注意到，近年來，我國腦機接口領(lǐng)域新技術(shù)、新公司、新創(chuàng)業(yè)項目呈井噴之勢。
在12月舉行的腦機接口大會上，7家企業(yè)集中發(fā)布了5款侵入式新產(chǎn)品和2款非侵入式新產(chǎn)品；12月15日，中國國家藥品監(jiān)督管理局簽發(fā)了侵入式腦機接口治療藥物成癮的三類產(chǎn)品注冊證，這也是全球首個獲批用于治療成癮類精神疾病的侵入式腦機接口產(chǎn)品……
談及腦機接口的發(fā)展趨勢，趙鄭拓勾勒了一個清晰的技術(shù)路徑圖：短期（三年內(nèi)），運動、語言功能重建將實現(xiàn)規(guī)?；瘧?；中期（五年內(nèi)），人工視覺、聽覺等感知覺修復，以及對帕金森、抑郁癥等神經(jīng)精神疾病的精準調(diào)控將取得突破；長期（十年左右），高度微創(chuàng)化的系統(tǒng)有望催生醫(yī)療消費乃至普通消費場景。
趙鄭拓強調(diào)，腦機接口必定與人工智能深入融合。
趙鄭拓將腦機與AI（人工智能）的關(guān)系分為三個層次：首先是“AI for BMI”，即利用AI算法（如深度學習）來解碼復雜的神經(jīng)信號，這是當前的基礎(chǔ)；其次是“BMI with AI”，即腦機接口作為人類高級意圖的發(fā)出端，與具備自主執(zhí)行能力的AI體（如具身智能機器人）協(xié)同工作，人類管戰(zhàn)略，AI管戰(zhàn)術(shù)；最具想象力的第三層是“融合”。
“未來，腦機接口可能實現(xiàn)生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在信息層面的深層耦合?！壁w鄭拓進一步指出，人類對外設(shè)的控制，將不再是發(fā)送詳細的運動指令，而是像控制自己肢體一樣，通過神經(jīng)活動模式的直接耦合來實現(xiàn)“無感操控”。這將使AI真正成為人類認知與能力的無縫延伸。
為此，腦智卓越中心團隊堅持“開放生態(tài)”戰(zhàn)略。向下游，與各類智能設(shè)備、應用平臺合作，豐富腦機接口的價值出口；向上游，與半導體、材料、通信等供應鏈企業(yè)協(xié)同，將消費電子領(lǐng)域的先進工藝引入腦機領(lǐng)域，提升系統(tǒng)性能；在臨床與科研端，腦智卓越中心與華山醫(yī)院建立上海市腦機接口臨床試驗與轉(zhuǎn)化重點實驗室，確保技術(shù)研發(fā)緊扣最前沿的臨床需求與科學發(fā)現(xiàn)。