植入式腦機接口（BCI）是連接大腦神經(jīng)與外部設(shè)備的核心通道，傳統(tǒng)剛性電極存在腦組織損傷、信號衰減、生物相容性差等瓶頸。太空微重力、強輻射、寬溫變、電磁復(fù)雜噪聲等極端條件，對器件穩(wěn)定性、信噪比、長期可靠性提出嚴(yán)苛要求。本次在軌驗證填補了太空植入式BCI環(huán)境適應(yīng)性的國際技術(shù)空白，為航天醫(yī)學(xué)、深空駐留、神經(jīng)工程提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

一、核心技術(shù)與在軌驗證方案

1. 三維錐形碳基柔性電極陣列

采用軟底軟針一體化MEMS設(shè)計，碳基材料彈性模量與腦組織高度匹配，可無創(chuàng)貼合大腦皮層褶皺；相比傳統(tǒng)金屬電極，信號精度與穩(wěn)定性提升數(shù)百倍，具備超高場核磁兼容、低阻抗、長壽命優(yōu)勢，已通過醫(yī)療器械生物相容性認(rèn)證。

2. 在軌微系統(tǒng)配置

搭載32通道柔性MEMS深腦電極+16通道軟性碳基皮層電極，集成自研神經(jīng)信號采集芯片與低功耗無線傳輸模塊，在模擬腦脊液環(huán)境中實現(xiàn)長時程連續(xù)神經(jīng)信號采集，具備長期在軌穩(wěn)定運行能力。

3. 雙艙對照驗證設(shè)計

- 實驗組：AI天地孿生小鼠太空實驗艙（AiTEM），復(fù)現(xiàn)航天器艙內(nèi)真實噪聲環(huán)境

- 對照組：密閉獨立艙，實現(xiàn)全干擾隔絕

通過同步比對，精準(zhǔn)提取太空環(huán)境基線噪聲、電磁干擾、器件漂移等關(guān)鍵參數(shù)，建立在軌BCI可靠性評價體系。

二、在軌關(guān)鍵成果

- 系統(tǒng)成功經(jīng)受微重力、空間輻射、極端溫變?nèi)r考驗，全程穩(wěn)定工作、數(shù)據(jù)連續(xù)回傳；

- 完成離體狀態(tài)下神經(jīng)信號高保真采集，建立噪聲水平、采樣穩(wěn)定性、長期服役性能一手?jǐn)?shù)據(jù)庫；

- 完成無線供能、低功耗傳輸、抗輻射封裝等航天級工程化驗證，為后續(xù)在體試驗奠定堅實基礎(chǔ)。

三、應(yīng)用價值與產(chǎn)業(yè)影響

航天領(lǐng)域

實現(xiàn)航天員腦健康實時監(jiān)測、認(rèn)知疲勞評估與神經(jīng)狀態(tài)預(yù)警，支持意念操控艙載設(shè)備、應(yīng)急人機交互，構(gòu)建太空神經(jīng)適應(yīng)性評價體系，為載人登月、火星駐留等長期深空探測任務(wù)提供生命保障支撐。

醫(yī)療領(lǐng)域

推動癱瘓肢體重建、失語神經(jīng)解碼、帕金森與癲癇疾病精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)落地，依托柔性無創(chuàng)、高生物兼容、可長期植入等優(yōu)勢，加速高端神經(jīng)醫(yī)療裝備臨床轉(zhuǎn)化與普惠應(yīng)用。

前沿交叉領(lǐng)域

形成天地一體化BCI技術(shù)鏈路，實現(xiàn)腦科學(xué)、微納制造、航天工程跨界融合創(chuàng)新，相關(guān)成果入選IEEE MEMS 2026國際頂會，標(biāo)志我國柔性MEMS與腦機接口技術(shù)達(dá)到全球領(lǐng)先水平。

從地面試驗到太空在軌驗證，中國柔性腦機接口完成技術(shù)突破、工程驗證與學(xué)術(shù)引領(lǐng)三重跨越，既是航天科技的重要里程碑，也是神經(jīng)工程與生命科學(xué)邁向深空的關(guān)鍵一步。