腦機接口臨床試驗新進展：用“意念”操控智能輪椅與機器狗

連接起設備，連接起新的希望

高位截癱的張哥從未想過，有一天會因為腦機接口再就業。他現在是一名無人售貨機實習分揀員，每天對著電腦腦控光標，進行商品分揀。

今年3月完成中國首例侵入式腦機接口臨床試驗后，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心趙鄭拓、李雪團隊聯合復旦大學附屬華山醫院及相關企業，又於6月和10月分別開展了第二例和第三例侵入式腦機接口臨床試驗。張哥作為第二例受試者，成為全球首位腦機接口再就業者。

“你的設備已連接”，這是張哥現在一聽到就興奮不已的聲音——連上機械狗，他可以幫家裡取外賣﹔連上電動輪椅，他可以獨立在小區遛彎，“現在的生活每天都有點不一樣，像是把這些年斷了的重新連接了起來，也連接起了新的希望。”

基本實現“意念即動作”

從二維的電子游戲屏幕到三維的真實生活場景，張哥的生活邊界被拓寬了。背后，是一系列的技術新突破。

趙鄭拓說，為從海量腦信號中精准捕捉“意圖”，他們創新性地融合了三種傳統解碼方式的優勢，開發了高保真的神經數據壓縮技術，即便在神經信號相對嘈雜的環境中，也能高效提取有效信息，腦控性能整體提升了15%至20%。

傳統離線校准模式需要定期暫停系統、人工手動校准，由於參數固定，無法適應信號變化，造成性能衰減。研究團隊顛覆傳統校准模式，研發了“在線重校准技術”，實時微調解碼參數，讓系統學會適應用戶。“就像從機械表到智能手表的演進。”趙鄭拓說。

人對外界刺激的反應時間為200毫秒左右，研究團隊將系統從信號採集到指令執行的延遲壓縮到了100毫秒以內，甚至低於人體自身的生理延遲，基本實現“意念即動作”。

最令研究人員驚喜的是，張哥在用意念控制外聯設備時，進入了“隨心所動”的境界，“就像控制游戲裡的人物，我不用特意去想搖杆要往哪個方向擺動，自然而然想往哪個方向就過去了。”

多項指標超馬斯克公司

如今說起腦機接口，人們喜歡與馬斯克創立的腦機接口公司Neuralink相比較。事實上，上海的腦機接口創新力量正展現出獨特而務實的路徑，不僅此次實現對機器狗等外部設備的“絲滑”控制，與馬斯克團隊在控制效果上並駕齊驅，更有多項指標超越Neuralink。

“我們的神經電極技術在多個關鍵維度優於Neuralink。”趙鄭拓介紹，他們研制了全球最小尺寸、柔性最強的神經電極，僅為Neuralink所使用電極的1/5到1/7，柔性卻是其百倍。這使得腦細胞幾乎“意識”不到旁邊有異物，最大程度降低了對腦組織的損傷。這一創新技術在全球范圍首創長期植入腦組織后無免疫瘢痕。

腦機接口植入體的尺寸同樣是全球最小，僅硬幣大小，是Neuralink產品的一半。研究團隊還研制了全球創傷最小的植入式腦機接口系統。據悉，該系統已進入國家藥監局創新醫療器械審評的“創新綠色通道”。“隻需打出一個5毫米的小孔，堪稱神經外科最小的手術。”趙鄭拓說。

腦機接口未來走向哪裡

今后，腦機接口技術將走向哪裡？

在趙鄭拓看來，三年內，運動、語言功能重建將實現規模化應用﹔五年內，人工視覺、聽覺等感知覺修復，以及對帕金森、抑郁症等疾病的精准調控將取得突破﹔再過十年左右，高度微創化的系統有望催生醫療消費乃至普通消費場景，以實現某種程度的功能增強。

在這個過程中，腦機接口必定與人工智能深度融合。當下正著力突破的是腦機接口與智能體（如具身智能機器人）協同工作。未來，腦機接口可能實現生物神經網絡與人工神經網絡在信息層面的深層耦合，像控制自己肢體一樣，實現人類對外聯設備的“無感操控”。

（來源：解放日報 記者 黃海華）

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