將極小電極植入人類大腦，利用電流讓電腦和腦細胞互動，最終實現“人腦與機器交互”，一度癱瘓的患者戴上氣囊手套，舉起杯子竟喝起了水。曾經以為科幻裡出現的場景，正走進現實生活。

就在上個月，上海首例腦機接口產品臨床試驗植入手術引發廣泛關注，這也是我國第三例腦機接口植入手術。12月6日，主刀醫生、復旦大學附屬華山醫院院長毛穎教授首度公開患者術后康復情況，“可以用震撼兩個字來形容，患者恢復過程非常順利，改善十分明顯！”

這也意味著，上海三大先導產業之一的生物醫藥產業發展中重要的一塊拼圖——腦機接口，已跨出堅實一步。

癱瘓患者舉起杯子喝水

“我甚至感受不到腦機接口的存在”

38歲的小董四年前遭遇不幸：由於車禍導致頸椎脊髓受損，手部無法抓握，難以站立。四年后，2024年11月6日，他的人生因為科技得到徹底扭轉。在華山醫院虹橋院區，一台意義重大的腦機接口手術歷時1小時40分鐘順利完成。術后小董持續隨訪康復，一個月后生命的驚喜出現：他得以在氣囊手套輔助下，順利舉起杯子，甚至還自己拿著杯子喝了一口水，動作流暢不卡頓。

植入小董大腦裡的產品，源於博睿康醫療科技（上海）有限公司與清華大學生物醫學工程學院洪波教授團隊合作開發的NEO腦機接口產品。這也是該產品在全國完成的第三例、在上海完成的首例臨床試驗植入手術。

腦機接口產品NEO植入大腦的示意模型。

據悉，這是博睿康的第一代產品，手術操作已相當順滑。記者了解到，上海華山醫院的手術用時較前兩例手術有大幅提升，僅用時1小時40分鐘。

時間的大幅縮短與臨床全新技術嵌入密不可分。12月4日，記者專訪了華山醫院院長毛穎教授，他提及，“對腦機接口的未來，我們信心十足，首例腦機接口手術比想象中還順利！”

“我們隻用了3.3分鐘，就快速精准地定位了手部運動/感覺腦區，大大縮短了手術時間。”毛穎解釋，“我們應用了自主研發的新型定位技術——在線時域空域腦功能定位系統，其定位偏差在毫米級精度范圍內，且無須術中喚醒患者。這就使得整個手術定位更加精准便捷、手術精准匹配度更貼切，速度與准確率均大幅提高。”

術后一周，小董順利回家，清華大學生物醫學工程學院洪波教授團隊派出兩名工程師，在此后的一周內為腦機接口優化調整算法，“每個人的腦部算法各有不同，這一周非常關鍵，我們採集數據，匹配出最適合患者的算法。”

小董的康復意願非常強烈，第三周開始接受腦機接口控制，第四周就完全掌握了拿水瓶、拿蘋果等測試，准確率高達80%-90%。康復中的“九宮格”游戲訓練，小董完成得也比此前在北京開展的患者效果更好。“有時我甚至都感覺不到腦機接口的存在。”小董告訴工程師。

從癱瘓到可以舉起杯子，NEO腦機接口是如何在小董腦內工作的？

7日記者專訪了清華大學生物醫學工程學院洪波教授，專家向記者解釋：NEO系統採用無線微創設計，體內機埋在顱骨內，電極覆蓋在硬膜外（硬膜位於顱骨和大腦皮層之間，起到保護神經組織作用），不損傷大腦細胞。居家使用時，體外機隔著頭皮給體內機供電，並接收腦內的神經信號，傳送到電腦或者手機上，借助解碼算法實現腦機接口通信。

洪波還補充，通過長期動物試驗已驗証，NEO腦機接口不會破壞神經組織、信號穩定，由於採用近場無線供電和通信技術，患者體內也無需裝電池。科學家為記者比喻，“腦機接口的植入就像買了一台全自動洗衣機，經過工程師指導后，患者和家屬完全可以居家自己操作。”

工程師進行一周調試后，小董超預期完成第一階段任務。一般來說，第一階段康復需要花費1.5-2個月的時間，而他隻用了1個月時間。在洪波看來，這與華山醫院毛穎教授團隊精湛的手術技巧密不可分，配合小董強烈的自主意願，效果十分明顯。記者了解到，整個第一階段康復需要維持3個月，待小董徹底成熟順利操作后，第二階段將通過腦機接口開展脊髓神經修復，預計需要6至9個月的時間。

上海首台腦機接口手術成功，具有裡程碑式的意義。小董康復視頻於12月6日在滬召開的國際腦機接口大會（bci）上“驚艷亮相”。專家一致表示，手術的成功証明了腦機接口在臨床上選擇合適的病人，應用前景將非常廣闊。

20年前科幻鏡頭成真

專家詳解腦機接口幾種“路線圖”

時光追溯到上世紀末，一部關於腦機接口的科幻電影《黑客帝國》一度風靡全球。電影裡，腦機接口技術被描繪成一種可以讓人類直接與計算機進行交互的設備。它通過將電極植入大腦，讓人類能夠感知和控制計算機中的虛擬世界。

電影《黑客帝國》一度風靡全球。

十幾年后，科幻鏡頭成為現實：2016年，馬斯克創立研究腦機接口技術的神經連接公司Neuralink，讓腦機接口領域備受關注。今年3月，Neuralink發布消息：首位植入“心靈感應”腦機接口產品的癱瘓病人諾蘭德·阿博已能通過腦電信號直接控制鼠標，用意念在電腦上下國際象棋、玩電子游戲，並在社交平台X上發帖子。今年5月公司透露，植入阿博大腦的一些接線出現了脫落情況，導致“心靈感應”採集的數據量明顯減少。

腦機接口作為當下生物醫藥產業裡最熱門的詞匯，該怎樣理解？

科學家們對此進行科學解釋，腦機接口是一種在大腦與外部設備之間創建信息通道，實現直接信息交互的新興技術。它通過記錄裝置採集顱內或腦外的大腦神經活動，並通過人工智能模型等算法對神經活動進行解碼，解析出神經活動中蘊含的主觀意圖，再輸出相應的指令，操控外部裝置實現與人的主觀意圖一致的行為，並接收來自外部設備的反饋信號。

“人的大腦能指揮四肢，完成各種感知運動，但是如果出現偏癱，或者像霍金那樣患有漸凍症，那麼大腦和四肢的通信就發生了障礙。”洪波說，“腦機接口就是在大腦和四肢感知運動之間建立一座新的橋梁，讓這些患者能重新動起來。這個前沿科技領域涉及微電子、人工智能、醫學、材料學等多個學科的交叉創新。”

就目前來看，腦機接口“技術路線”總體分為幾種：侵入式、非侵入式以及半侵入式。

馬斯克Neuralink公司的技術路線是侵入式腦機接口，即通過神經外科手術，將電極等信號記錄裝置植入硬腦膜（一層附著於顱骨內面的結締組織膜）下的大腦皮層，進行高通量的神經信號採集。

侵入式腦機接口，其優勢是電極與大腦的神經元近距離接觸，能進行高通量、高質量的神經信號採集﹔但其風險比另兩種技術路線高，存在神經外科手術、植入物放置所引發的長短期安全風險，包括手術過程中和手術后的組織損傷、感染風險，以及腦損傷、炎症反應、骨骼異常生長、電磁輻射等長期風險。

非侵入式腦機接口技術風險很低，但功能有限。其產品形態通常是穿戴式設備，將採集腦電信號的電極附著在頭皮上，提取神經元活動混合並經過顱骨衰減后的信號，精度較低。

洪波教授在bci大會上分享腦機接口患者康復情況。

由洪波教授科研團隊採用的則是第三種技術路線——“半侵入式”微創技術。即通過微創手術，將硬幣大小的電極植入顱骨下、硬腦膜外的部位，這裡距大腦神經元很近，但不直接接觸神經元細胞，採集到的信號強度和分辨率較高，且不存在損傷神經細胞、引發免疫反應的風險。專家解釋，由於使用無線供電和通信系統，NEO的電池不需要植入大腦，在避免感染風險的同時，實現了“一次植入，終生可用”。

未來產業“鏈接”多個集群

孵化布局揭開更多未知

上海正在建設具有全球影響力的科創中心，加快未來產業培育。兩年前，《上海打造未來產業創新高地發展壯大未來產業集群行動方案》發布並提出：要加速“非侵入式”腦機接口技術、腦機融合技術、類腦芯片技術、大腦計算神經模型等領域突破，探索腦機接口技術在肢體運動障礙、慢性意識障礙、精神疾病等醫療康復領域的應用。

毛穎教授分享腦機接口植入手術。

“可以說，腦機接口是多個領域共同的切入口。”毛穎表示，“而今電極產業發展突飛猛進，材料學研究持續深入，腦機接口‘嫁接’了這些產業，它非但能解決實際問題，更對技術開發、臨床轉化，具體到研發植入材料安全性、研究信號採集有效性、算法的完善、流程的整合等一系列環節均有極大幫助。”基於此，作為未來產業之一的腦機接口，成為上海三大先導產業——集成電路、生物醫藥、人工智能共同的交集。也即，腦機接口產品的電極需要集成電路技術，研制出可植入大腦的醫療器械需要生物醫藥技術，採集到的腦電信號則需要人工智能技術解碼。

上海在腦機接口領域的布局，也正持續完善。

2020年陳天橋雒芊芊研究院（TCCI）第一個腦科學前沿實驗室，在上海華山醫院虹橋院區落成投入使用。實驗室包括了腦機接口、睡眠夢境、認知評估、數字醫療等多項內容，以國際化和產業化為核心特色，進一步支持腦科學研究。

今年5月，復旦大學正式批復成立了神經調控與腦機接口研究中心。中心旨在服務神經調控與腦機接口領域國家重大交叉融合戰略需求，打造神經調控與腦機接口原理探索、顛覆性技術突破與醫療健康應用新質生產力創新引擎。據了解，中心依托類腦智能科學與技術研究院，聯合腦科學轉化研究院、腦科學研究院、大數據學院、集成芯片與系統全國重點實驗室、附屬華山醫院、附屬兒科醫院7家單位共同建設。

記者從上海市科委了解到，上海積極推進腦機接口前沿技術創新，至今已孵化落地包括博睿康、腦虎科技、階梯醫療等創新型企業，分別在侵入式、半侵入式“賽道”形成產品。這其中，成立於2021年的博睿康醫療科技（上海）有限公司，近兩年發展迅猛、嶄露頭角。市科委相關負責人表示，此次通過腦機接口創新產品的臨床試驗，博睿康完成了“從0到1”的重要突破，這也証明“微創半侵入式植入”是一條安全、有效的技術路線。

博睿康創始人胥紅來來自清華大學，作為腦機接口鏈主企業，企業在該領域深耕，技術層面從非侵入式邁向半侵入式，產品層面則從腦科學研究拓展到臨床診療與康復。過去兩年，銷售和研發都取得了重大突破。

“NEO腦機接口產品就像一個小小的硬幣，我們在五年時間裡反復迭代了近10個版本，都是在張江科學城完成的。從產品迭代到動物實驗，再到臨床試驗的倫理審批，將產品用於腦外傷引起的脊髓損傷患者，一路走來非常不容易。”此前洪波說。

臨床與產業協調配合

明年將完成更多腦機接口植入

從腦機接口植入手術成功作為新起點，科學家們攜手，探索已經起步。毛穎表示，“我們希望經過多次磨合，能為臨床與產業相互協調培養一支非常好的隊伍。后續隨著新型腦內植入物不斷革新，腦內多個功能也將逐步被更好地理解。”

目前腦機接口手術康復隻做了患者手和肢體運動，今后臨床還將與產業結合，對語言解碼、語言重建、意識理解、意識恢復等多個腦功能解析打開局面、奠定基礎。臨床的目標與產業的目標高度契合。

洪波還透露，預計明年博睿康將開展較大規模的臨床試驗，計劃在全國約10個臨床中心完成30—50例腦機接口植入手術，爭取讓這款醫療器械早日獲批上市。而今，企業還在開發第二代產品，更高密度、更高通量的電極，以便覆蓋更廣泛的腦功能區，解碼精細運動和語言等。今后，相關系統產品不僅能幫助患者完成基礎的動作，比如吃飯、喝水，甚至能幫助他們進行寫字、彈琴等精細的運動控制。

未來已來，值得人類共同期待。

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