高位截癱患者僅憑意念，就可以操控輪椅在小區(qū)遛彎，指揮機(jī)器狗取回外賣——這不是科幻電影，而是近期我國(guó)科學(xué)家在侵入式腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)的重大突破。

中國(guó)腦機(jī)接口新突破

從二維屏幕拓展到三維物理世界

近日，中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心和國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)及醫(yī)療單位合作開展的第二例侵入式腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)取得新突破，技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了從二維的屏幕光標(biāo)控制，到三維的物理世界交互的重大轉(zhuǎn)變。

接受本次腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)的是一位中年男性患者，由于一次不幸摔倒，他在2022年因脊髓損傷導(dǎo)致四肢癱瘓，經(jīng)過(guò)一年多的康復(fù)，情況未有改善，僅剩頭頸部可以活動(dòng)。2025年6月，患者植入了科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)的腦機(jī)接口系統(tǒng)。起初，該患者經(jīng)過(guò)2到3周的訓(xùn)練，能夠?qū)崿F(xiàn)憑借意念對(duì)電腦光標(biāo)、平板電腦等電子設(shè)備的控制。

為了進(jìn)一步提高植入者對(duì)周圍環(huán)境的交互能力，研究團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上，通過(guò)更多新技術(shù)的引入，成功將腦機(jī)接口應(yīng)用場(chǎng)景從二維屏幕拓展到了三維物理世界，例如憑借意念超低延遲操控輪椅、機(jī)器狗。

中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員趙鄭拓介紹，這位患者可以將機(jī)器狗作為身體的延伸，通過(guò)意念控制它下樓取快遞，通過(guò)意念控制輪椅下樓遛彎等，大大豐富了他的生活。

侵入式腦機(jī)接口如何運(yùn)作？

侵入式腦機(jī)接口是怎樣的一個(gè)設(shè)備？它是如何實(shí)現(xiàn)從植入者的“意念”轉(zhuǎn)變?yōu)橥獠繖C(jī)械設(shè)備的各種動(dòng)作呢？

趙鄭拓介紹，腦機(jī)接口系統(tǒng)由前端的傳感器與后端的處理器兩部分組成。

前端傳感器是一根僅約頭發(fā)絲1/100粗細(xì)的線，將其中5至8毫米的長(zhǎng)度植入大腦內(nèi)部。后端處理器如一枚硬幣，它不需要整體貫穿顱骨，只需要在顱骨上“打薄”出一塊硬幣大小的凹槽用以鑲嵌設(shè)備。

專家稱，前端的傳感器相當(dāng)于連接大腦的網(wǎng)線，負(fù)責(zé)連接到外部世界，上傳、下載各種信息，后端的處理器負(fù)責(zé)把大腦的微弱神經(jīng)活動(dòng)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。這樣植入者就能通過(guò)意念來(lái)操控外部設(shè)備，輔助其生活。

我國(guó)科學(xué)家突破多項(xiàng)

腦機(jī)接口硬核技術(shù)

連續(xù)、穩(wěn)定、低延遲的精準(zhǔn)控制是這次發(fā)布的侵入式腦機(jī)接口系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，我國(guó)科學(xué)家突破了多項(xiàng)腦機(jī)接口的硬核技術(shù)：

首先，科學(xué)家研發(fā)出的神經(jīng)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)搭配混合解碼模型，可讓腦控系統(tǒng)的整體性能提升15%-20%。

趙鄭拓講述，這位患者的應(yīng)用場(chǎng)景為日常生活場(chǎng)景，患者心理、周邊環(huán)境等都會(huì)對(duì)其大腦活動(dòng)產(chǎn)生一定干擾?！拔覀兊男畔⑻幚砑夹g(shù)，或稱解碼算法技術(shù)，可以在諸多變化與干擾因素的情況下，仍能精準(zhǔn)提取最準(zhǔn)確的信息。”

除此以外，科研團(tuán)隊(duì)還攻克了“跨天穩(wěn)定神經(jīng)流行對(duì)齊”“在線重校準(zhǔn)”等關(guān)鍵核心技術(shù)，使系統(tǒng)能在患者日常使用過(guò)程中，實(shí)時(shí)、無(wú)聲地微調(diào)解碼參數(shù)，讓植入者越用越順手。

與此同時(shí)，這套系統(tǒng)從信號(hào)采集到指令下發(fā)到外設(shè)的端到端延遲，也壓縮到了100毫秒以內(nèi)，低于人體自身的生理延遲，這使得患者的控制體驗(yàn)更加流暢，意念與動(dòng)作幾乎同步。

目前，科研團(tuán)隊(duì)還在研究更多應(yīng)用場(chǎng)景，以適應(yīng)植入者不同的需求。

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