近日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心等，成功完成第二例侵入式腦機接口臨床試驗。

研究團隊采用高通量無線侵入式腦機接口系統(tǒng)（WRS01），讓一位高位截癱患者能夠通過腦電信號穩(wěn)定地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。

該患者于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等研發(fā)的腦機接口系統(tǒng)。經(jīng)數(shù)周訓練，患者已能夠穩(wěn)定地控制電腦光標與平板電腦。

團隊進一步將系統(tǒng)拓展至三維物理設備控制，實現(xiàn)對智能輪椅與機器狗的連續(xù)、穩(wěn)定、低延遲操控，幫助患者在復雜日常場景中完成多項功能活動。

01

系列技術突破

這一研究在技術層面實現(xiàn)了系列突破。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，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)等數(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，將腦控性能整體提升15%至20%。

針對真實環(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，團隊引入了神經(jīng)流形對齊技術，在高維動態(tài)神經(jīng)信號中提取穩(wěn)定的低維特征，增強了解碼器的環(huán)境適應性與跨天穩(wěn)定性。

▲微納電子加工平臺加工侵入式腦機接口柔性電極

團隊同步研發(fā)在線重校準技術，支持患者在日常使用中實時微調(diào)解碼參數(shù)，無需中斷操作進行專項校準，使系統(tǒng)性能持續(xù)保持高位，實現(xiàn)“越用越順暢”的用戶體驗。

研究通過自定義通信協(xié)議，將系統(tǒng)從信號采集到指令執(zhí)行的端到端延遲壓縮至100毫秒以內(nèi)，低于生理延遲水平，使患者的控制體驗更加流暢自然。

02

“隨心所動”

研究團隊發(fā)現(xiàn)，隨著患者對腦控外設的熟練掌握，任務相關的神經(jīng)活動逐漸由廣泛的神經(jīng)元參與轉(zhuǎn)向少數(shù)高效神經(jīng)元主導，降低了認知負擔，實現(xiàn)了對外設的“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。

在應用拓展與社會融合方面，團隊與地方殘聯(lián)合作，引導患者參與線上數(shù)據(jù)標注等工作。

在技術產(chǎn)業(yè)化過程中，團隊采取系統(tǒng)化推進策略，以神經(jīng)界面電極為基礎，逐步構建系統(tǒng)集成、算法優(yōu)化與應用場景拓展的技術體系。

基于試驗積累的數(shù)據(jù)與經(jīng)驗，團隊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。根據(jù)規(guī)劃，WRS02的首例臨床試驗計劃于近期開展。

隨著臨床數(shù)據(jù)的持續(xù)積累，高質(zhì)量神經(jīng)—行為數(shù)據(jù)將驅(qū)動解碼算法升級與新場景開發(fā)，形成“數(shù)據(jù)—創(chuàng)新”雙向增強的良性循環(huán)。

來源：中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心

責任編輯：侯茜