中国侵入式脑机接口帮助高度截瘫患者实现精神

近日，中国科学院脑科学与智能技术卓越中心赵正拓、李雪研究团队与复旦大学附属华山医院及相关企业合作，成功完成了第二次侵入式脑机接口临床试验。研究团队利用高通量无线侵入式脑机接口系统（WRS01），让高位截瘫患者通过脑电信号稳健地控制智能轮椅和机器狗，实现现实生活中的自主移动和取用物品。该患者于2022年因脊髓损伤而出现高位截瘫。2025年6月，他被植入了脑智能卓越中心与合作伙伴公司联合开发的脑机接口系统。经过几周的训练，患者可以牢固地控制电脑光标和平板电脑。团队进一步拓展将系统终结于三维物理设备控制，实现对智能轮椅和机器狗的连续、稳定、低延迟的控制，帮助患者在复杂的日常场景中完成多种功能活动。一名高位截瘫患者（左）使用脑智能卓越中心等单位研发的脑机接口系统，用意念控制轮椅。一名高位截瘫患者通过脑智能卓越中心等单位开发的侵入式脑机接口系统参与在线数据标注工作。这项研究让安踏取得了一系列重大技术突破。在神经信息采集过程中，团队开发了高压缩比、高保真度的神经数据压缩技术，创新性地融合了“峰值频段功率”、“相邻脉冲间隔”、“尖峰共轭”等多种数据压缩方法。这种混合解码模型在噪声环境下仍能高效提取有效信号，整体大脑控制性能提升15%~20%。面对真实环境中声、光、电磁干扰以及患者生理心理状态波动等引起的信号不稳定问题，团队引入“神经流形对齐技术”，从高维动态神经信号中提取稳定的低维特征，提高了解码器的环境适应性和跨天稳定性。李雪（左），赵正拓此外，团队还改变了系统的校准方式，开发了“在线重新校准技术”，该系统可以在患者日常使用过程中实时微调解码参数，而无需中断特殊操作。解放，使系统性能保持在高水平，并实现“使用越多越流畅”的用户体验。响应速度是脑机接口的主要指标之一。人体的自然神经回路传导延迟约为200毫秒。本研究采用定制的通信协议，将从采集信号到指令执行的端到端系统延迟压缩在100毫秒以内，低于生理延迟水平，使患者控制体验更加流畅、自然。利用脑智能卓越中心等单位研发的侵入式脑机接口系统意念控制机器狗对高位截瘫患者的研究也发现，随着患者习惯脑控外设，任务相关的神经活动逐渐从广泛神经元参与转向少数神经元主导。在减轻认知负担的同时，实现了对外围设备的“内化”控制，从神经机制层面解释了“随心而行”的发展过程。在扩大应用和社会融合方面，Act团队响应“技术援助残疾人”的要求，正在与当地残联合作，引导患者参与在线数据标准化。关注这样的工作，让他们能够通过工作获得报酬，从社会价值的接受者转变为社会价值的创造者。基于本次测试积累的数据和经验，研究团队于12月推出了性能大幅提升的系统升级版（WRS02），通道数增加至256个。WRS02的首次临床试验计划于近期启动。脑智能卓越中心微纳电子处理平台处理侵入式脑机接口柔性电极。在技​​术产业化过程中，团队采取系统化的推广方式，逐步构建了基于神经接口电极的系统集成、算法优化和应用场景拓展的完整技术体系。随着临床数据的不断积累，高质量的神经行为数据将持续驱动解码算法升级和新场景的开发，形成“数据创新”双向提升的良性循环。编辑：杜玉玉 编辑：施玉成