2025-06-15 13:57:27
我國近日成功開展侵入式腦機接口臨床試驗,受試者為一四肢截肢男性,術后借助該系統可下象棋、玩游戲。該系統由中科院腦科學與智能技術卓越創新中心等研制,不用整體貫穿顱骨,實現了高精度神經信號采集與解碼。此外,我國科學家還通過腦機接口使失明動物恢復視覺,多地成立腦機接口門診與病房。腦機接口分非侵入式、半侵入式和侵入式,各有特點與應用場景。
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據新華社14日報道,近日,中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心聯合復旦大學附屬華山醫院與相關企業,開展了侵入式腦機接口的前瞻性臨床試驗。這標志我國在侵入式腦機接口技術上成為繼美國之后,全球第二個進入臨床試驗階段的國家。
圖片來源:視頻截圖
受試者是一位因高壓電事故四肢截肢的男性。受試者2025年3月植入該腦機接口設備以來,系統運行穩定,術后至今未出現感染和電極失效的情況。僅用2周至3周的訓練,受試者可以借助腦機接口系統下象棋、玩賽車游戲,達到了跟普通人控制電腦觸摸板相近的水平。
腦機接口通常根據設備與大腦組織的接觸程度分為侵入式、半侵入式和非侵入式三類,其中侵入式采集信號質量最好,難度也最大。
記者采訪了解到,中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心趙鄭拓研究員團隊及李雪研究員團隊研制生產的腦機接口系統,由一個硬幣大小的腦控植入體和兩條細若游絲的電極組成。電極連接在植入體上,電極粗細僅約發絲的百分之一,植入體直徑為26毫米、厚度不到6毫米。
植入該系統不用整體貫穿顱骨,而是在大腦運動皮層上方的顱骨上“打薄”出一塊硬幣大小的凹槽用以鑲嵌設備,再在凹槽中打一個5毫米大小的穿刺孔。
華山醫院團隊在術前運用腦功能成像技術,為患者大腦運動皮層繪制出詳細功能“地圖”,手術時借助高精度導航系統實現電極精準植入。
實時在線解碼是腦機接口技術的關鍵環節。趙鄭拓表示,團隊研發了在線學習框架,實現神經解碼器的動態優化,可以在十幾毫秒的窗口期內完成神經信號特征提取、運動意圖解析及控制指令生成。
下一步,項目團隊會嘗試讓受試者使用機械臂,后續還將涉及對機器狗、具身智能機器人等復雜外部設備的控制。
據央視新聞報道,除了我國首例侵入式腦機接口臨床試驗外,幾天前《科學》期刊的最新研究成果顯示,我國科學家還通過腦機接口使失明動物恢復視覺功能。與此同時,華中科技大學同濟醫院啟用華中地區首個腦機接口門診,我國首個腦機接口臨床與轉化病房也于今年5月在北京天壇醫院成立。腦機接口的快速發展,讓應用場景不斷豐富。那么,腦機接口究竟有哪些種類?各自又有哪些特點呢?
非侵入式腦機接口,顧名思義就是無需對患者進行手術,只需將采集信號的電極附于患者顱骨外的頭皮上。該技術路徑對于患者來說風險小、安全性高,但由于人體顱骨的遮蔽效應,這種方式所獲取的神經信號精度不夠高,能實現的功能受到較大限制,主要應用于以監測和輔助改善為目的的消費醫療場景中。
半侵入式腦機接口技術則是將電極植入顱腔,置于大腦皮層表面進行信號采集。這種方式需要對患者進行開顱手術,所采集信號質量優于非侵入式,目前主要被用于定位腦部病灶的臨床診斷,有望應用在癲癇等疾病的診斷治療中。
侵入式腦機接口技術是將電極直接植入到大腦皮層中,可直接接觸到神經元細胞,實現對高質量的神經活動進行采集和精細調控。由于擁有單神經元級別的記錄與刺激精度,這一技術在藥物難治性神經系統疾病治療、運動感覺等功能障礙修復、失明失聰治療等方面,具備很高的臨床應用潛力。同時,也最有可能在未來實現我們認為的科幻腦機接口場景,改變人與外界的通信方式。
每日經濟新聞綜合新華社、央視新聞
封面圖片來源:視頻截圖
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