发布时间:2025-06-18
近日,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(以下简称“脑智卓越中心”)联合复旦大学附属华山医院与相关企业,开展了侵入式脑机接口的前瞻性临床试验。这标志我国在侵入式脑机接口技术上成为继美国之后,全球第二个进入临床试验阶段的国家。
日前,记者就相关问题采访了团队成员。
问:请简单介绍一下受试者的情况。
答:受试者是一位因高压电事故导致四肢截肢的男性。自2025年3月植入该脑机接口设备以来,系统运行稳定,术后至今未出现感染和电极失效的情况。经过2-3周的训练,他具备了通过脑机接口下象棋、玩赛车游戏等能力,达到了跟普通人控制电脑触摸板相近的水平。
4月30日,在位于上海的受试者住所,受试者通过脑机接口玩赛车游戏。新华社发(戴焱淼 摄)
问:这款侵入式脑机接口使用的神经电极和植入体有什么特点?
答:使用的神经电极是目前全球尺寸最小、柔性最强的神经电极,让脑细胞几乎“意识”不到旁边有异物,最大程度降低了对脑组织的损伤。该超柔性神经电极具备高密度、大范围、高通量、长时间的稳定在体神经信号的采集能力,已相继完成在啮齿类、非人灵长类和人脑中长期植入和稳定记录验证。
植入体直径26mm、厚度不到6mm,是全球最小尺寸的脑控植入体,仅硬币大小。因此不需要整体贯穿颅骨,只需要在大脑运动皮层上方的颅骨上“打薄”出一块硬币大小的凹槽用以镶嵌设备,再在凹槽中开5毫米的穿刺孔。采用神经外科微创术式,在有效降低手术期风险的同时,显著缩短术后康复周期。
超柔性电极尺寸极小,仅约头发丝的1/100。 植入体直径26mm、厚度不到6mm,是全球最小尺寸的脑控植入体,仅硬币大小。
问:这款侵入式脑机接口系统如何解读瞬息万变、非常复杂的神经信号?
答:研究团队通过自主研发的在线学习框架,创造性实现了神经解码器的动态优化。该解码框架采用参数自适应调节机制,突破传统静态解码模型难以适应神经信号时变特性的局限性。结合柔性电极信号采集稳定性优势和高精度神经发放估计策略,实现了低延迟、高鲁棒性、跨天稳定的实时在线运动解码。
科研人员在中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心微纳电子加工平台实验室内工作(6月3日摄)。新华社记者 方喆摄 科研人员在中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心微纳电子加工平台实验室内工作(6月3日摄)。
问:如何验证这款侵入式脑机接口系统的安全性和功能性?
答:依托脑智卓越中心国际领先的非人灵长类研究平台,在开展人体试验之前,该系统的安全性和功能性已经在猕猴中得到了验证。侵入式脑机接口系统被植入到猕猴运动皮层的手部和手臂功能区,植入手术顺利完成后系统持续运行稳定,未出现感染和电极失效的情况。猕猴经过训练,已成功实现了仅凭神经活动即可敏捷且精准控制计算机光标运动,并在此基础上实现目标引导下的脑控打字。
在平稳运行一段时间后,猕猴的植入体被手术安全取出,并更换新植入体在同一个颅骨开孔位置完成二次植入。术后系统持续运行稳定,同样未出现感染和电极失效的情况,猕猴快速适用新系统并流畅实现脑控光标。该手术的顺利完成验证了植入体通过二次手术升级换代的可行性。
3月22日,在复旦大学附属华山医院,赵郑拓研究员(中)、李雪研究员(左)和路俊锋教授(右)给受试者做术前规划。新华社发(陈垚旭 摄) 3月25日,在复旦大学附属华山医院手术室,路俊锋教授(左)和吴劲松教授在给第一例临床试验受试者做手术。新华社发(陈杰 摄)
问:手术过程遇到的最大挑战是什么?
答:精准定位和植入是整个手术成功的关键。高精度的电极植入可以为后续的信号采集和解码奠定重要基础。在为受试者进行手术前,华山医院路俊锋教授团队采用了功能磁共振成像联合CT影像技术,重构了受试者专属三维模型与人脑运动皮层的详细功能地图以确保植入位置的精确性。手术当天,路俊锋教授团队借助高精度导航系统,在唤醒手术下将超柔性电极植入受试者大脑的运动皮层指定区域,整个手术过程精确到毫米级别,最大限度地保证了安全性和有效性。
3月25日,在复旦大学附属华山医院,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、复旦大学附属华山医院与相关企业团队合影留念。新华社发(陈杰 摄)
问:未来有什么计划?
答:下一步项目团队会尝试让受试者使用机械臂,使得他可以在物理生活中完成抓握、拿杯子等操作。后续还将涉及到对复杂物理外设进行控制,例如对机器狗、具身智能机器人等智能代理设备的控制,从而拓展他的生活边界。
来源 新华社记者金立旺 2025-06-14