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我國侵入式腦機接口臨床試驗獲重大突破 實現(xiàn)三維物理世界意念交互
2025年12月17日 16:30:32
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：珙桐 點擊量：1926
中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心聯(lián)合國內(nèi)科研機構(gòu)及醫(yī)療單位發(fā)布了第二例侵入式腦機接口臨床試驗的重要進(jìn)展。
12月17日，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心聯(lián)合國內(nèi)科研機構(gòu)及醫(yī)療單位，發(fā)布了第二例侵入式腦機接口臨床試驗的重要進(jìn)展。該研究實現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)跨越，從二維屏幕光標(biāo)控制升級至三維物理世界交互，為脊髓損傷等癱瘓患者帶來全新康復(fù)希望。
此次臨床試驗的受試者為一名中年男性患者，2022年因摔倒導(dǎo)致脊髓損傷致四肢癱瘓，經(jīng)一年多康復(fù)治療未改善，僅能活動頭頸部。2025年6月，患者植入科研團隊研發(fā)的腦機接口系統(tǒng)，經(jīng)2-3周訓(xùn)練便實現(xiàn)意念操控電腦光標(biāo)、平板電腦等電子設(shè)備，達(dá)到首例臨床試驗植入者的行為水平。在此基礎(chǔ)上，團隊通過技術(shù)迭代，成功將應(yīng)用場景拓展至三維物理世界，目前患者已能以接近常人的速度用意念操作手機和電腦，并初步實現(xiàn)具身智能機器人的控制。
該侵入式腦機接口系統(tǒng)采用微創(chuàng)設(shè)計，前端傳感器粗細(xì)僅為發(fā)絲的百分之一，需在患者大腦內(nèi)嵌入5-8毫米，顱骨打薄3-5毫米后嵌入后端處理器，整體創(chuàng)傷小、安全性高。其中，前端傳感器如同"大腦網(wǎng)線"，負(fù)責(zé)與外部世界的信息交互；后端處理器則將微弱的神經(jīng)活動轉(zhuǎn)化為機器可識別的數(shù)字信號，實現(xiàn)意念對外部設(shè)備的精準(zhǔn)操控。
系統(tǒng)采用中國科學(xué)院腦智卓越中心研制及生產(chǎn)的神經(jīng)電極，它是目前全球最小尺寸、柔性最強的神經(jīng)電極，讓腦細(xì)胞幾乎“意識”不到旁邊有異物，最大程度上降低了對腦組織的損傷。該超柔性神經(jīng)電極具備高密度、大范圍、高通量、長時間的穩(wěn)定在體神經(jīng)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(wěn)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(guān)鍵瓶頸提供了開拓性的解決方案。
連續(xù)穩(wěn)定、低延遲的精準(zhǔn)控制是該系統(tǒng)的核心優(yōu)勢。為達(dá)成這一目標(biāo)，科研團隊研發(fā)高壓縮比、高保真神經(jīng)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，創(chuàng)新融合"尖峰頻段功率相鄰脈沖間隔"與"尖峰脈沖計數(shù)"等數(shù)據(jù)處理方式，構(gòu)建混合解碼模型。即便在神經(jīng)信號嘈雜環(huán)境中，該模型也能高效提取有效信息，使腦控性能提升15%-20%。同時，團隊攻克"跨天穩(wěn)定神經(jīng)流行對齊""在線重校準(zhǔn)"等關(guān)鍵技術(shù)，讓系統(tǒng)可在日常使用中實時微調(diào)解碼參數(shù)，越用越順手；端到端延遲壓縮至100毫秒以內(nèi)，低于人體生理延遲，實現(xiàn)意念與動作近乎同步的流暢體驗。
在手術(shù)友好程度方面，腦智卓越中心研制的植入體直徑26mm、厚度不到6mm，是全球最小尺寸的腦控植入體，僅硬幣大小。因此不需要整體貫穿顱骨，只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(shè)備，再在凹槽中打一個在顱骨上開5毫米的穿刺孔。采用神經(jīng)外科微創(chuàng)術(shù)式，在有效降低手術(shù)期風(fēng)險的同時，顯著縮短術(shù)后康復(fù)周期。
中國科學(xué)院院士、該中心學(xué)術(shù)主任蒲慕明表示，驗證電極在大腦內(nèi)的長期安全性、穩(wěn)定性及信號記錄解碼的可靠性，是侵入式腦機接口邁向臨床應(yīng)用的關(guān)鍵一步。未來，相關(guān)技術(shù)將拓展至更多場景，包括大腦語言信息解碼等，為神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者的功能重建提供更全面的解決方案。目前，科研團隊正持續(xù)探索更多應(yīng)用場景，以滿足不同患者的個性化需求。
資料來源：央視新聞
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