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(jī)器狗作為“身體延伸”取回外賣……

這便是近日中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心趙鄭拓、李雪團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱趙鄭拓團(tuán)隊(duì)）聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)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(jī)接口臨床試驗(yàn)的成果展示。研究團(tuán)隊(duì)采用高通量無線侵入式腦機(jī)接口系統(tǒng)（WRS01），使一位高位截癱患者能夠通過腦電信號(hào)穩(wěn)定操控智能輪椅與機(jī)器狗，在真實(shí)生活場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)自主移動(dòng)與物品取用。

12月17日，在接受包括《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者在內(nèi)的媒體記者采訪時(shí)，趙鄭拓表示，希望加速推動(dòng)新品臨床轉(zhuǎn)化與應(yīng)用驗(yàn)證，讓腦機(jī)接口技術(shù)真正走向臨床落地應(yīng)用，并以開放的心態(tài)與各類智能設(shè)備、應(yīng)用平臺(tái)等合作，共同推動(dòng)我國(guó)腦機(jī)接口技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展。

據(jù)趙鄭拓團(tuán)隊(duì)透露，基于本次試驗(yàn)積累的數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)于12月推出性能進(jìn)一步提升的系統(tǒng)升級(jí)版本（WRS02），通道數(shù)增至256，WRS02的首例臨床試驗(yàn)計(jì)劃于近期開展。

患者靠腦機(jī)接口操控輪椅

在趙鄭拓團(tuán)隊(duì)提供的一段視頻中，這位患者坐上智能電動(dòng)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(gè)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(shí)感受：“就像控制游戲里的人物，不用特意去想搖桿要往哪個(gè)方向擺，自然而然想往哪個(gè)方向就過去了。信號(hào)傳輸比較穩(wěn)，也沒有太多延時(shí)?！?/p>

據(jù)中國(guó)科學(xué)院腦智卓越中心團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱腦智卓越中心團(tuán)隊(duì)）介紹，本次臨床試驗(yàn)的重要意義在于，在技術(shù)上實(shí)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(yàn)的患者于2022年因脊髓損傷導(dǎo)致高位截癱，2025年6月植入由腦智卓越中心團(tuán)隊(duì)與合作企業(yè)共同研發(fā)的腦機(jī)接口系統(tǒng)。經(jīng)數(shù)周訓(xùn)練，患者已可穩(wěn)定控制電腦光標(biāo)與平板電腦。腦智卓越中心團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將系統(tǒng)拓展至三維物理設(shè)備控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能輪椅與機(jī)器狗的操控，幫助患者在復(fù)雜日常場(chǎng)景中完成多項(xiàng)功能活動(dòng)。

但要實(shí)現(xiàn)上述應(yīng)用場(chǎng)景，不僅需要解碼患者“向左”“向右”的簡(jiǎn)單意圖，更需實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、低延遲的精準(zhǔn)控制，以應(yīng)對(duì)真實(shí)環(huán)境中復(fù)雜的路面狀況和交互任務(wù)。

《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者了解到，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，腦智卓越中心團(tuán)隊(duì)在技術(shù)上實(shí)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(jì)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(duì)真實(shí)環(huán)境中聲、光、電磁干擾及患者生理、心理狀態(tài)波動(dòng)導(dǎo)致的信號(hào)不穩(wěn)定問題，腦智卓越中心團(tuán)隊(duì)引入“神經(jīng)流形對(duì)齊技術(shù)”，從高維動(dòng)態(tài)神經(jīng)信號(hào)中提取穩(wěn)定低維特征，增強(qiáng)了解碼器的環(huán)境適應(yīng)性與跨天穩(wěn)定性。此外，腦智卓越中心團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了“在線重校準(zhǔn)技術(shù)”。

與此同時(shí)，人體自然神經(jīng)環(huán)路的傳導(dǎo)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(tuán)隊(duì)將腦機(jī)接口系統(tǒng)從信號(hào)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(yàn)極其流暢自然，意念與動(dòng)作幾乎同步。

值得注意的是，研究還發(fā)現(xiàn)，隨著患者對(duì)腦控外設(shè)的熟練掌握，任務(wù)相關(guān)神經(jīng)活動(dòng)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(dǎo)，在降低認(rèn)知負(fù)擔(dān)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)的“內(nèi)化”操控，從神經(jīng)機(jī)制層面解釋了“隨心所動(dòng)”的成形過程。

腦機(jī)接口技術(shù)三階段落地

《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者注意到，近年來，我國(guó)腦機(jī)接口領(lǐng)域新技術(shù)、新公司、新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目呈井噴之勢(shì)。

在12月舉行的腦機(jī)接口大會(huì)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(guó)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局簽發(fā)了侵入式腦機(jī)接口治療藥物成癮的三類產(chǎn)品注冊(cè)證，這也是全球首個(gè)獲批用于治療成癮類精神疾病的侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品……

談及腦機(jī)接口的發(fā)展趨勢(shì)，趙鄭拓勾勒了一個(gè)清晰的技術(shù)路徑圖：短期（三年內(nèi)），運(yùn)動(dòng)、語言功能重建將實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用；中期（五年內(nèi)），人工視覺、聽覺等感知覺修復(fù)，以及對(duì)帕金森、抑郁癥等神經(jīng)精神疾病的精準(zhǔn)調(diào)控將取得突破；長(zhǎng)期（十年左右），高度微創(chuàng)化的系統(tǒng)有望催生醫(yī)療消費(fèi)乃至普通消費(fèi)場(chǎng)景。

趙鄭拓強(qiáng)調(diào)，腦機(jī)接口必定與人工智能深入融合。

趙鄭拓將腦機(jī)與AI（人工智能）的關(guān)系分為三個(gè)層次：首先是“AI for BMI”，即利用AI算法（如深度學(xué)習(xí)）來解碼復(fù)雜的神經(jīng)信號(hào)，這是當(dāng)前的基礎(chǔ)；其次是“BMI with AI”，即腦機(jī)接口作為人類高級(jí)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(jī)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(jī)接口可能實(shí)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。”趙鄭拓進(jìn)一步指出，人類對(duì)外設(shè)的控制，將不再是發(fā)送詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)指令，而是像控制自己肢體一樣，通過神經(jīng)活動(dòng)模式的直接耦合來實(shí)現(xiàn)“無感操控”。這將使AI真正成為人類認(rèn)知與能力的無縫延伸。

為此，腦智卓越中心團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持“開放生態(tài)”戰(zhàn)略。向下游，與各類智能設(shè)備、應(yīng)用平臺(tái)合作，豐富腦機(jī)接口的價(jià)值出口；向上游，與半導(dǎo)體、材料、通信等供應(yīng)鏈企業(yè)協(xié)同，將消費(fèi)電子領(lǐng)域的先進(jìn)工藝引入腦機(jī)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(jī)接口臨床試驗(yàn)與轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，確保技術(shù)研發(fā)緊扣最前沿的臨床需求與科學(xué)發(fā)現(xiàn)。