近日，中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心趙鄭拓、李雪研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院及相關(guān)企業(yè)，成功完成第二例侵入式腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)。研究團(tuán)隊(duì)采用高通量無線侵入式腦機(jī)接口系統(tǒng)（WRS01），使一位高位截癱患者能夠通過腦電信號(hào)穩(wěn)定操控智能輪椅與機(jī)器狗，在真實(shí)生活場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)自主移動(dòng)與物品取用。

這位患者于2022年因脊髓損傷導(dǎo)致高位截癱，2025年6月植入由腦智卓越中心與合作企業(yè)共同研發(fā)的腦機(jī)接口系統(tǒng)。經(jīng)數(shù)周訓(xùn)練，患者已可穩(wěn)定控制電腦光標(biāo)與平板電腦。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將系統(tǒng)拓展至三維物理設(shè)備控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能輪椅與機(jī)器狗的連續(xù)、穩(wěn)定、低延遲操控，幫助患者在復(fù)雜日常場(chǎng)景中完成多項(xiàng)功能活動(dòng)。

高位截癱患者（左）通過腦智卓越中心等單位研發(fā)的腦機(jī)接口系統(tǒng)意念控制輪椅

高位截癱患者通過腦智卓越中心等單位研發(fā)的侵入式腦機(jī)接口系統(tǒng)參與線上數(shù)據(jù)標(biāo)注工作

本研究在關(guān)鍵技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)系列突破。在神經(jīng)信息提取環(huán)節(jié)，團(tuán)隊(duì)開發(fā)出高壓縮比、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(jì)數(shù)”幾種數(shù)據(jù)壓縮方式。該混合解碼模型在噪聲環(huán)境下仍能高效提取有效信號(hào)，將腦控性能整體提升15%–20%。

面對(duì)真實(shí)環(huán)境中聲、光、電磁干擾及患者生理、心理狀態(tài)波動(dòng)導(dǎo)致的信號(hào)不穩(wěn)定問題，團(tuán)隊(duì)引入“神經(jīng)流形對(duì)齊技術(shù)”，從高維動(dòng)態(tài)神經(jīng)信號(hào)中提取穩(wěn)定低維特征，增強(qiáng)了解碼器的環(huán)境適應(yīng)性與跨天穩(wěn)定性。

中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心李雪（左） 趙鄭拓（中） 馬天宇（右）

此外，團(tuán)隊(duì)革新系統(tǒng)校準(zhǔn)方式，研發(fā)“在線重校準(zhǔn)技術(shù)”。該系統(tǒng)可在患者日常使用中實(shí)時(shí)微調(diào)解碼參數(shù)，無需中斷操作進(jìn)行專項(xiàng)校準(zhǔn)，使系統(tǒng)性能持續(xù)保持高位，實(shí)現(xiàn)“越用越順暢”的用戶體驗(yàn)。

響應(yīng)速度是腦機(jī)接口的核心指標(biāo)之一。人體自然神經(jīng)環(huán)路傳導(dǎo)延遲約為200毫秒，本研究通過自定義通信協(xié)議，將系統(tǒng)從信號(hào)采集到指令執(zhí)行的端到端延遲壓縮至100毫秒以內(nèi)，低于生理延遲水平，使患者的控制體驗(yàn)更為流暢自然。

高位截癱患者通過腦智卓越中心等單位研發(fā)的侵入式腦機(jī)接口系統(tǒng)意念控制機(jī)器狗

研究還發(fā)現(xiàn)，隨著患者對(duì)腦控外設(shè)的熟練掌握，任務(wù)相關(guān)神經(jīng)活動(dòng)逐漸由廣泛神經(jīng)元參與轉(zhuǎn)向少數(shù)高效神經(jīng)元主導(dǎo)，在降低認(rèn)知負(fù)擔(dān)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)的“內(nèi)化”操控，從神經(jīng)機(jī)制層面解釋了“隨心所動(dòng)”的成形過程。

在應(yīng)用拓展與社會(huì)融合方面，團(tuán)隊(duì)積極響應(yīng)“科技助殘”需求，與地方殘聯(lián)合作，引導(dǎo)患者參與線上數(shù)據(jù)標(biāo)注等工作，使其通過勞動(dòng)獲得報(bào)酬，從受助者轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣?huì)價(jià)值的創(chuàng)造者。

基于本次試驗(yàn)積累的數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)于12月推出性能進(jìn)一步提升的系統(tǒng)升級(jí)版本（WRS02），通道數(shù)增至256。WRS02的首例臨床試驗(yàn)計(jì)劃于近期開展。

腦智卓越中心微納電子加工平臺(tái)加工侵入式腦機(jī)接口柔性電極

在技術(shù)產(chǎn)業(yè)化過程中，團(tuán)隊(duì)采取系統(tǒng)化推進(jìn)策略，以神經(jīng)界面電極為基礎(chǔ)，逐步構(gòu)建系統(tǒng)集成、算法優(yōu)化與應(yīng)用場(chǎng)景拓展的完整技術(shù)體系。隨著臨床數(shù)據(jù)的持續(xù)積累，高質(zhì)量神經(jīng)?行為數(shù)據(jù)將不斷驅(qū)動(dòng)解碼算法升級(jí)與新場(chǎng)景開發(fā)，形成“數(shù)據(jù)?創(chuàng)新”雙向增強(qiáng)的良性循環(huán)。