中國網/中國發展門戶網訊（記者 王振紅） 近日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（趙鄭拓研究奇藝果影像組及李雪研究組）聯合復旦大學附屬華山醫院（吳勁松/路俊鋒團隊），與相關企業合作，成功開展了中國首例侵入式腦機接口的前瞻性臨床試驗。研究組組長、中國科學院腦智卓越中心趙鄭拓場地佈置研究員表示玖陽視覺，“包裝盒這項成果標志著我國在侵入式腦機接口技術上成為繼美國之后，全球第二個進入臨床試驗階段的國家。”
圖為研究組組長、中國科學院腦智卓越中心趙鄭拓研究員。中國網 王振紅攝
受試者是一位因高壓電事故導致四肢截肢的男性。自2025年3月植入該腦機接口設備以來，系統運行穩定，術后至今兩個多月未出現感染和電極失效的情況。復旦大學附屬華山醫院神經外科副主任醫師路俊鋒教授介紹說，“僅用2-3周的訓練，受試者便實現了下象棋、玩賽車游戲等功能，達到了跟普通人控制電腦觸摸板相近的水平。”
趙鄭拓表示，“該系統在未來獲批注冊上市后有望為數百萬完全性脊髓損傷、雙上肢截肢及肌萎縮側索硬沈浸式體驗化癥患者群體，通過運動功能替代技術實現生存質量突破性改善。”
世界尺寸最小、柔性最強的神經電極
與當前世界上唯一進入臨床試驗階段的，代表業界最高水平的伊隆·馬斯克創辦企業Neuralink侵入式腦機接口系統中使用的玖陽視覺神經電極相比，腦智卓越中心在神經界面技術上處于領先地位。
圖為互動裝置超柔性電極尺寸極小，僅約頭發絲的1/100。（供圖：中國科學院腦智卓越中心）
研究組組長、中國科學院腦智卓越中心李雪研究員介紹說，“團隊研制及生產的神經電極是目前全球最小尺寸、柔性最強的神經電極，截面積僅為Neuralink所使用電極的1/5到1/7，柔性超過Neuralink的百倍，讓腦細胞幾開幕活動乎‘意識’不到奇藝果影像旁邊有異物，最大程度上降低了對腦組織的損傷。”
圖為研究組組長、中國科學院腦智卓越中心李雪研究員。中國網 王模型振紅攝
世界上最柔軟的電極究竟是多么柔軟，又是多么細呢？趙鄭拓比喻說，“彎折電極的力，跟大腦中的神經元跟神經元之間相互推動的力一樣，是納牛量級，或者像蝴蝶拍動翅膀一下的幾十分之一那個力的大小，微乎其微。它的尺寸可以小到一根發絲的1%左右，所以肉眼很難看到它的內部精細結構。”
據悉，該超柔性神經電極具備高密度、大范圍、高通量、長時間的穩定在體神經信號采集能力，已相繼完成在嚙齒類、非人靈長類和人腦中長期植入和穩定記錄驗證，為植入式腦機接口前端電極組織相容性差和信道帶寬窄的關鍵瓶頸提供了開拓性的解決方案。
侵入式腦機接口系統
侵入式腦機接口系統是國內唯一獲得了注冊型檢報告且可以長期穩定采集到單神經元Spike信號的腦機接口系統，其毫秒級、但神經元水平的神經信號捕獲特性為應用提供了良好的神經電信號數據基礎。李雪介紹說，“我們研制的植入體直徑26mm、厚度不到6mm，是全球最小尺寸的腦控植入體，僅硬幣大小，為Neuralink產品1/2。因此植入時不需要整體貫穿顱骨，只人形立牌需要在大腦運動皮層上方的顱骨上‘打薄’出一塊硬幣大小的凹槽用以鑲嵌設備，再在凹槽中打一個在顱骨上開5毫米的穿刺孔。植入后，患者沒有異物感。”
圖為植入體直徑26mm、厚度不到6mm，是全球最小尺寸的腦控植入體，僅硬幣大小。（供圖：中國科學院腦智卓越中心）
“采用神經外科微創術式，在有效降低手術期風險的同時，顯著縮短場地佈置術后康復周期。低冗啟動儀式余量設計盡量減少對患者帶來植入損傷，讓患者收益風險比最高。”路俊鋒補充道。
全息投影無線供電方案與網絡安全
實時在線解碼是腦機接口技術的關鍵環節。研究組創造性實現了神經解碼器的動態優化。趙鄭拓介紹說，該解碼框架采用參數自適應調節機制，協調解碼器優化和神經可啟動儀式塑性，突破傳統靜態互動裝置解碼模型難以適應神經信號時變特性的局限性。結合柔性電極信號采集穩定性優勢和高精度神經發放估計策略，實現了低延遲，高魯棒性，跨天穩定的實時廣告設計在線運動解碼。
趙鄭拓向記者展示了患者戴的帽子，“戴上帽子就能無線接通信號模型，大腦就可以很好地控制光標。玩賽車游戲過程中，也可以通過大腦發出信號，用意念直接操控小包裝設計車避障。”
他向記者詳細地介紹了研究組研制開發的無線供電方案。“這套方案是我們在帽子上集成了無線供電器，然后給體內的植入體進行供電，從而使得它可以持續正常工作。在使用時，外部為了實現整個系統通用的連接，應用各種不同的電子設備平臺，我們設計的是通用的type c接口。只要外部設備擁有type c這種接口，都可以被接入到患者可以用意念去控制的外設范疇之內。”
圖為微納電子加工平臺。中國網 王振紅攝
趙鄭拓平面設計指出，神經電極信號衰減是我們這個領域非常有挑戰的一個問題。啟動儀式神經科學開始腦接口包裝盒的研究，在20年前到現在，大家才開始真正進入到長期臨床實驗，這是因為長期面臨信號衰減或排異反應，使得最終電極功能失效這樣的問題。“目前第一款系統設計設置應用5年，我品牌活動們預期5年內可以持續穩定的工作，支撐功能的實現。”
圖為微納電子加工平臺。中國網 王振紅攝
人形立牌談及網絡安全，趙鄭拓指AR擴增實境出，“目前的系統是單向的，只能向外輸出信息，不能輸入信息，在技術上沒有輸入的接口，因策展此不會存在受到網絡安全攻擊等這些可能的風險。另外從外部設備的控制上，我們現階段采用的設備都是與患者保持安全距離的一些設備的控制，從而也會保障安全。”
精準定位與植入，下一步計劃模型
在開展人體試驗之前，依托腦智卓越中心國際領先的非人靈長類研究平臺，該系統的安全性和功能性已經在獼猴中得到了驗證。
圖為中國首例無線侵入式腦機接口系統前瞻性臨床試驗手術現場。（玖陽視覺供圖：中國科學院腦智卓越中心）
在臨床試驗中，精準定位和植入是整個手術成功的關鍵。高精度VR虛擬實境的電極植入可以為后續的信號采集和解碼奠定重要基礎。路俊鋒介紹說，“在為受試者進行手術前，采用了功能磁共振成像聯合CT影像技術、重構了受試者專屬三維模型與人腦運動皮層的詳細功能地圖以確保植入位置的精確性。手術當天，借助高精度導航系統，在經典大圖喚醒手術下將超柔性電極植VR虛擬實境入受試者大腦的運動皮層指定區域，整個手術過程精確到毫米級別，最大限度地保證了安全性和有效性。”
圖為微納電子加工平臺。中國網 王振紅攝
談及項目下一步計劃，趙鄭拓表示，團隊會嘗試讓受試者使用機械臂，使得他可以在物理生活中完成抓握、拿杯子等操作。后續還將涉及到對復雜物理外設進行控制，例如對機展覽策劃器狗、具身智能機器人等智能代理設備的控制，從而拓展他的生活邊界。
圖為中國首例無線侵入式腦機接口系統前瞻性臨床試驗術后項目團隊合影留念。（供圖：中國科學院腦智卓越中心）
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