沈涵 科技日报记者 王春
病患用意念操控轮椅在小区遛弯、指挥机器狗作为“身体延伸”取回外卖，盲人看见色彩，失眠者戴着新设备安然入睡……在科技与生命交织的疆域前沿，脑机接口正以其革命性的潜力，从实验室的精密仪器走向患者真实的生活场景。
记者从12月17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）召开的侵入式脑机接口临床试验生活场景应用进展新闻发布会获悉，该中心赵郑拓、李雪团队今年已完成三例侵入式脑机接口临床试验。这标志着我国在侵入式脑机接口技术方面成为继美国后，全球第二个进入临床试验阶段的国家。
从“二维交互”到“三维生命拓展”全方位突破
在团队开展的第一例侵入式脑机接口临床试验中，受试者的控制对象是电脑、平板；而在第二例中，应用场景已从二维的电子屏幕拓展至三维的物理外设，智能轮椅和机器狗成为新的控制对象。
但这样的跨越，不仅需要解码“向左”“向右”的简单意图，更需实现连续、稳定、低延迟的精准控制，以应对真实环境中复杂的路面状况和交互任务。为此，团队开展技术攻关，实现了多项突破。
“我们开发了高压缩比、高保真的神经数据压缩技术，并创新性地融合了多种数据压缩方式。”赵郑拓研究员介绍，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15%—20%。
家庭、社区等真实环境充满声、光、电磁等各类噪声，受试者自身的生理、心理状态也会波动。为此，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，确保解码器输入端的鲁棒性。
团队研发的“在线重校准技术”，则使系统能在日常使用过程中，实时、无声地微调解码参数，从而使系统性能始终保持在高位。
最关键的是响应速度。人体自然神经环路的传导延迟在200毫秒左右。而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。这使得受试者的控制体验更为流畅自然，意念与动作几乎同步。
“随着受试者对脑控外设的熟练使用，完成任务所激活的神经元数量会逐渐减少，但单个神经元的调控效率和贡献度提升，会让认知负担大幅降低。”赵郑拓介绍，该名受试者如今仅需花费很少的“脑力”就能控制轮椅等设备，达到了将外设内化为“身体一部分”的境界。
另据了解，团队第三例侵入式脑机接口临床试验已顺利完成。正是基于临床试验的成功验证与数据积累，团队开发了第一代高通量无线侵入式脑机接口系统（WRS01）的“升级版”（WRS02），后者在多个维度实现跨越式升级，通道数提升至256。WRS02的首例前瞻性临床试验即将于近期开展。
与外部生态协同加速产业化
记者了解到，WRS01目前已进入中国国家药品监督管理局（NMPA）创新医疗器械审评的“创新绿色通道”。这是国内首个进入该“绿色通道”的侵入式脑机接口产品，标志着中国在这一前沿科技领域的产业化进程迈出了从临床验证到市场准入的关键一步。
据悉，进入“创新绿色通道”，意味着WRS01必须跨越多学科技术壁垒，并满足监管机构对整套系统的安全性、有效性和可靠性的极高要求。
赵郑拓介绍，团队耗时10年开发的超柔性电极技术是WRS01实现应用效果和保障使用安全的基础。“我们的电极是目前全球最小尺寸的神经电极，约为发丝直径的1/100。电极弯曲时产生的作用力，与两个细胞间的相互作用力差不多，这使它能与脑组织兼容，减少免疫反应。”他说。
从上游的电极、芯片、算法等，到中游的系统集成与测试以及整机解决方案，再到下游于医疗健康领域落地应用，侵入式脑机接口的产业链非常长。每一环都需扎实，才能支撑起规模化应用。“中国发达的供应链，给予了我们极大的支持。”李雪研究员说。
脑机接口的价值实现，离不开外部智能设备的发展。赵郑拓表示，与外部智能生态的协同，是脑机接口技术产业化落地的关键之一。随着电动轮椅、机器狗、人形机器人等智能外设的成熟与普及，脑机接口的“意念控制”有了更多用武之地。团队以开放的心态主动与各类智能设备、应用平台等合作，共同定义控制协议和应用场景，加速推动新品临床转化与应用验证，让脑机接口技术真正走向临床应用。
值得一提的是，团队敏锐地抓住了“再就业”这一更深层次的社会需求，与地方残联的“科技助残”项目合作，让第二例受试者找到了线上数据标注工作，重新成为社会价值的创造者。
要在人才培育上有所创新
脑机接口作为我国重点发展的未来产业，正加速从实验室向产业化迈进。数据显示，预计到2027年，我国脑机接口市场规模将达到55.8亿元。但专业人才稀缺正制约着这一新兴产业的规模化发展。
脑机接口横跨生物医学、神经科学、计算机等多个学科，对交叉型人才需求迫切。业内人士表示，当前高校培养体系尚未完全适配脑机接口产业需求，传统学科划分导致跨学科知识体系割裂，且高校教学内容与企业技术需求脱节，缺乏产学研协同育人机制支撑，“亟须加大自主化培养这一领域的多元化复合型人才的力度，为产业发展提供原动力”。
“当前，国内脑机接口的主要思路和技术源头，还是来自国外的，尚未显示出独特的、创新性的发展。”中国科学院院士、脑智卓越中心学术主任蒲慕明指出，关键原因在于，我国科研界在脑机接口领域“没有真正鼓励创新人才”。
蒲慕明横向对比了埃隆·马斯克的脑机接口公司Neuralink，后者将很多研究所的研究组长吸纳到企业组成庞大的团队，在一个体系内将所有的要素串联起来，迭代开发的效率大大提升。
“中国脑机接口要真正发展，一定要在人才培育上有所创新。”蒲慕明建议，设立青年研究基金，资助有实力的博士后或博士生，让他们早早得到支持能去钻研关键问题。
此外，脑机接口还面临伦理规范和标准问题。“目前这个领域的很多临床标准、医疗器械功能、产品定义等的标准是缺失的，希望相关标准或指导性原则尽快出台规范这个行业，同时制定好伦理的底线，也有利于技术大步前进，让行业更健康更快速地发展。”赵郑拓说。
12月15日，NMPA签发了一款侵入式脑机接口产品用于治疗成瘾类精神疾病的三类产品注册证。随着北京、上海、南京等地相继出台产业培育方案，中国的脑机接口产业正在政策与资本的双重助推下加速前行。从实验室走向真实世界，从治疗成瘾到重建运动功能和社会角色，脑机接口正在打开一扇通往未来的大门。
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