第A03版:都市

提取神经的“身份证” 帮助高位截瘫患者重拾希望

中国科研团队带来脑机接口最新解法

记者 刘晶晶

本文字数:2542

    中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心团队。受访者供图

    “现在最让我兴奋的,是听到智能轮椅‘已连接’的声音。”因颈髓损伤而高位截瘫的患者,通过脑机接口的先进技术,不仅可以自己在小区遛弯,还成功找到了工作,重拾起对生活的信心。

    这是中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心赵郑拓、李雪团队联合复旦大学附属华山医院及相关企业带来的侵入式脑机接口临床试验成果。截至目前,团队已经开展了三例临床试验。

    青年报记者 刘晶晶

    脑机接口

    帮助患者重塑生活希望

    第二例临床患者的故事,始于一次不幸的摔倒。2022年,这名患者因脊髓损伤导致高位截瘫,经过一年多的康复,情况未有改善,仅剩头颈部可以活动。2025年6月,他植入了脑智卓越中心和合作企业联合开发的脑机接口系统。

    手术通过仅5毫米左右的颅骨小洞,将尺寸微小如发丝1%、具备高柔性与高性能的电极阵列送入大脑皮层,并嵌合了全球体积最小、创伤最轻的体内信号处理单元。经过2~3周的训练,患者实现了对电脑光标、平板电脑等电子设备的控制。但这仅仅是开始。

    在随后的训练中,这名患者展现了令人惊喜的进展。通过脑机接口,他能够流畅地操控轮椅在社区中自如转弯、遛弯,甚至边与研究人员交谈边完成控制,“就像用意念控制自己的身体一样”。他还能借助机器狗前置摄像头“看到”远方景象,并通过机器狗的语音系统与外界交流。

    更大的突破是他重新建立了与社会的联系。研究团队与地方残联“科技助残”项目合作,为这名患者匹配了线上数据标注工作。通过意念控制电脑光标,他可以在线核对自动售货机AI识别的准确性。“每天都要对着电脑老看光标,练习商品分拣,很简单,但对我来说这是宝贵的机会。”这份工作让他重拾对生活的希望。

    意念控制

    从二维交互拓展到三维世界

    研究组组长、脑智卓越中心研究员赵郑拓告诉记者,相较于今年3月完成的首例临床试验,第二例临床案例的进步体现在多个维度:“从虚拟光标到现实中的机器狗、轮椅等物理外设,从室内环境拓展到丰富的室外生活场景,从满足基础交互需求,到进一步帮助患者实现就业能力与创收可能。”

    为实现这一目标,团队在技术上实现了多层突破。首先是在信息提取的“源头”进行了革新。他们开发了高压缩比、高保真的神经数据压缩技术,并创新性地融合了“尖峰频段功率”“相邻脉冲间隔”与“尖峰脉冲计数”几种数据压缩方式。这套混合解码模型,即便在神经信号相对嘈杂的环境中,也能高效提取有效信息,将脑控性能整体提升了15%~20%。

    他们攻克了“跨天稳定性”这一临床落地的大敌。家庭、社区等真实环境充满声、光、电磁等各类噪声,患者自身的生理、心理状态也会波动。团队引入了“神经流形对齐技术”,其核心是从高维、多变的神经信号中,提取出代表核心意图的、稳定的低维特征,确保了解码器输入端的鲁棒性。“就好比提取到了神经的‘身份证’。”赵郑拓比喻道。

    与此同时,团队还颠覆了传统的校准模式,研发了“在线重校准技术”。传统系统需要患者定期停下来进行专项校准,而团队研究的系统能在患者日常使用过程中,实时、无声地微调解码参数,使系统性能始终保持在高位,实现了“越用越顺手”的体验,从“机械表”跳转到了“智能手表”。

    至关重要的第三环是“速度”。人体自然神经环路的传导延迟约200毫秒。团队通过自定义通信协议,将脑机接口系统从信号采集到指令下发至外设的端到端延迟,压缩到了100毫秒以内,甚至低于人体自身的生理延迟。这使得患者的控制体验极其流畅自然,意念与动作几乎同步。

    [声音]

    让更多年轻人发挥创造力

    在研究组组长、脑智卓越中心研究员李雪看来,脑机接口研究须兼具科学锐度与人文关怀。而作为前沿科技领域,其发展不仅依赖技术突破,更离不开人才的支撑与伦理的审视。

    李雪表示,脑机接口的发展涵盖从设计、研发到临床应用的完整产业链。中国产业链基础扎实、响应迅速,加之人口基数大、应用场景广阔,为脑机接口提供了有利条件。然而,行业仍处于早期阶段,人才储备严重不足。“从业十年已算‘老人’。”李雪坦言,当前最核心的问题是培养从基础到跨领域的多层次人才,推动行业持续进步。“希望有更多年轻人加入我们。”

    中国科学院院士、脑智卓越中心学术主任蒲慕明对记者表示,中国脑机接口领域目前尚未形成标志性的原创突破,一个关键原因在于人才培养与激励机制存在局限。“目前科研人员多集中于高校和研究所,缺乏企业界的深度参与与资源整合。此外,科研评价体系往往偏向已积累较多成果的团队,许多刚毕业的博士、博士后难以获得独立支持,创新活力受到抑制。”赵郑拓与李雪两位都是年轻的博士,毕业不久即投身脑机接口研究,但通过给予独立支持,几年内已带领团队取得显著进展,紧跟国际前沿。

    蒲慕明建议,可以设立面向青年学者的专项研究基金,支持有潜力的博士后和博士生专注关键问题攻关,而非仅将资源集中于成熟团队。科研评审与人才评价机制也应更注重创新潜力与实际贡献,营造鼓励探索、包容失败的科研生态。“只有让年轻一代真正发挥创造力,脑机接口领域才能实现从跟随到引领的跨越。”

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青年报都市 A03中国科研团队带来脑机接口最新解法 记者 刘晶晶2025-12-18 2 2025年12月18日 星期四