近日，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心與國內(nèi)科研機構(gòu)及醫(yī)療單位合作開展的第二例侵入式腦機接口臨床試驗取得新突破，技術(shù)上實現(xiàn)了從二維的屏幕光標(biāo)控制，到三維的物理世界交互的重大轉(zhuǎn)變。

　　使植入者具備三維物理世界操控與交互能力

　　接受本次腦機接口臨床試驗的是一位中年男性患者。由于一次不幸摔倒，這位患者在2022年因脊髓損傷導(dǎo)致四肢癱瘓，經(jīng)過一年多的康復(fù)，情況未有改善，僅剩頭頸部可以活動。2025年6月，患者植入了科研團隊開發(fā)的腦機接口系統(tǒng)。

　　起初，該患者經(jīng)過2到3周的訓(xùn)練，能夠?qū)崿F(xiàn)憑借意念對電腦光標(biāo)、平板電腦等電子設(shè)備的控制，這也是科研團隊第一例侵入式腦機接口臨床試驗時植入者達到的行為水平。

　　為了進一步提高植入者對周圍環(huán)境的交互能力，研究團隊在此基礎(chǔ)上，通過更多新技術(shù)的引入，成功將腦機接口應(yīng)用場景從二維屏幕拓展到了三維物理世界，例如，憑借意念超低延遲操控輪椅、機器狗，真正實現(xiàn)了從虛擬到物理，從基礎(chǔ)控制到生活場景融合。

　　中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員 趙鄭拓：植入者可以通過機器狗作為自己身體的延伸，作為自己的智能代理設(shè)備，通過意念控制去樓下取快遞。他可以通過意念控制輪椅到樓下去遛彎等之類的行為，所以也大大豐富了他的生活。

　　據(jù)介紹，該系統(tǒng)目前已經(jīng)可以讓使用者通過大腦“意念”實現(xiàn)接近常人使用手機和電腦的操作速度，以及初步控制具身智能機器人的能力。

　　中國科學(xué)院院士 中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心學(xué)術(shù)主任 蒲慕明：利用侵入式腦機接口記錄大腦的運動信息，用運動信息來控制外面的一些器件。尤其是能夠證實這個電極在大腦中的安全性，長期的穩(wěn)定性，并且它的信號的記錄和解碼也都能夠穩(wěn)定，這是我們邁向?qū)嶋H醫(yī)療應(yīng)用必須走的一步。

　　侵入式腦機接口如何運作

　　侵入式腦機接口是怎樣的一個設(shè)備呢？它又是如何實現(xiàn)從植入者的“意念”轉(zhuǎn)變?yōu)橥獠繖C械設(shè)備的各種動作呢？來看專家的介紹。

　　中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員 趙鄭拓：這個就是我們的腦機接口系統(tǒng)，它由兩部分組成，前端的傳感器跟后端的處理器。前端的傳感器是一根百分之一左右尺寸發(fā)絲大小的細線。傳感器大概5到8毫米非常短的一段進入到大腦里面，后端的處理器會在顱骨上稍稍打薄大概3到5毫米，然后嵌入進去就好了，所以它是一個很微創(chuàng)的過程。

　　專家稱，前端的傳感器相當(dāng)于連接大腦的網(wǎng)線，負責(zé)連接到外部世界，上傳、下載各種信息。后端的處理器負責(zé)把大腦的這些微弱的神經(jīng)活動轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，也就是機器能夠讀懂的語言。這樣植入者就能通過意念來實現(xiàn)操控外部設(shè)備，輔助其生活。

　　中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員 趙鄭拓：植入這個系統(tǒng)之后呢，我們的患者其實就會被我們引導(dǎo)著去想象，雖然他肢體不能移動，但他可以想象自己比如說手腕上下左右移動，然后我們把這種意念映射到外部的設(shè)備上。其實相當(dāng)于融入或者說感受外設(shè)成為自己肢體的一部分。

　　連續(xù) 穩(wěn)定 低延遲 讓植入者越用越順手

　　在最新展示的侵入式腦機接口系統(tǒng)應(yīng)用中，科研團隊通過持續(xù)攻關(guān)，突破了多種新技術(shù)，為未來更多領(lǐng)域的實際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

　　連續(xù)、穩(wěn)定、低延遲的精準(zhǔn)控制是這次發(fā)布的侵入式腦機接口系統(tǒng)的主要特點，為了實現(xiàn)這些目標(biāo)，科研團隊開發(fā)了高壓縮比、高保真的神經(jīng)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，并創(chuàng)新性地融合了“尖峰頻段功率”“相鄰脈沖間隔”與“尖峰脈沖計數(shù)”幾種數(shù)據(jù)壓縮方式。這套混合解碼模型，即便在神經(jīng)信號相對嘈雜的環(huán)境中，也能高效提取有效信息，將腦控性能整體提升了15%到20%。

　　中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員 趙鄭拓：這次患者實現(xiàn)的是在日常生活場景下，所以可能有各種各樣的原因，噪聲、他的心態(tài)的變化，周圍環(huán)境的影響，都會對他大腦活動產(chǎn)生一些干擾。那么我們的信息處理技術(shù)，或者說叫解碼算法技術(shù)其實就是能夠在這些有很多變化和干擾因素的情況下，還能使得系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)地提取出來最準(zhǔn)確的信息。

　　除此以外，科研團隊還攻克了“跨天穩(wěn)定神經(jīng)流行對齊”“在線重校準(zhǔn)”等關(guān)鍵核心技術(shù)，使系統(tǒng)能在患者日常使用過程中，實時、無聲地微調(diào)解碼參數(shù)，讓植入者越用越順手。與此同時，這套系統(tǒng)從信號采集到指令下發(fā)到外設(shè)的端到端延遲，也壓縮到了100毫秒以內(nèi)，低于人體自身的生理延遲，這使得患者的控制體驗更加流暢，意念與動作幾乎同步。在此基礎(chǔ)上，目前科研團隊還在研究更多應(yīng)用場景，以適應(yīng)植入者不同的需求。

　　中國科學(xué)院院士 中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心學(xué)術(shù)主任 蒲慕明：將來會有更多的應(yīng)用，包括這個解碼我們大腦里面的語言信息，還有其他的意圖，看怎么樣能夠表達出大腦的意愿，大腦本身的內(nèi)在的信息能夠表達在外面的器件上。

　　(央視新聞客戶端)