圖為受試者術(shù)后一個(gè)月腦控玩賽車游戲。

戴焱淼攝

近日，我國首例侵入式腦機(jī)接口的前瞻性臨床試驗(yàn)成功開展，標(biāo)志著中國在侵入式腦機(jī)接口技術(shù)上，成為繼美國之后全球第二個(gè)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段的國家。

該項(xiàng)研究由中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心趙鄭拓研究組、李雪研究組，聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院吳勁松、路俊鋒團(tuán)隊(duì)，以及相關(guān)企業(yè)合作開展。

該臨床試驗(yàn)的受試者是一名因高壓電事故導(dǎo)致四肢截肢的37歲男性。今年3月，受試者的大腦植入該腦機(jī)接口設(shè)備，僅用2—3周的適應(yīng)性訓(xùn)練，他便可以通過意念控制觸摸板在電腦上下象棋、玩賽車游戲等，達(dá)到了跟常人控制電腦觸摸板相近的水平。

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)主任蒲慕明說，全球腦機(jī)接口的研究已開展近30年，其中一類就是把電極插入病患大腦的某個(gè)區(qū)域進(jìn)行治療，但往往要在患者頭上套一個(gè)笨重的大“鋼盔”，才能實(shí)現(xiàn)大腦與外界的連通。

趙鄭拓說，他們研發(fā)的神經(jīng)電極橫截面積小、柔性大，降低了對腦組織的損傷。該超柔性神經(jīng)電極具備高密度、大范圍、高通量、長時(shí)間穩(wěn)定在體內(nèi)采集神經(jīng)信號的能力。

這項(xiàng)成果也實(shí)現(xiàn)了“手術(shù)友好”，該中心研制的植入體直徑26毫米、厚度不到6毫米。路俊鋒說，只需要在大腦運(yùn)動(dòng)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(shè)備，再在凹槽中打一個(gè)5毫米的穿刺孔，用鎢針將兩根像輕薄絲帶一樣的超柔性神經(jīng)電極從穿刺孔“埋入”腦組織中，相當(dāng)于神經(jīng)外科的微創(chuàng)手術(shù)，整個(gè)植入過程耗時(shí)20—30分鐘。

為什么要將超柔性神經(jīng)電極深入腦區(qū)？路俊鋒說：“如果將大腦比作一個(gè)多層看臺(tái)的體育場，超柔性神經(jīng)電極就像收集觀眾聲音的麥克風(fēng)，只有將麥克風(fēng)深入觀眾當(dāng)中，靠得足夠近，才能精準(zhǔn)地采集聲音信號。”

腦機(jī)接口設(shè)備植入后，能否實(shí)時(shí)讀取腦神經(jīng)信號并完成運(yùn)動(dòng)解碼，是腦機(jī)接口技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。趙鄭拓研究組介紹，該系統(tǒng)需在十幾毫秒窗口期內(nèi)完成神經(jīng)信號的特征提取、運(yùn)動(dòng)意圖解析及控制指令生成全流程。趙鄭拓研究組實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)解碼器的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)在線運(yùn)動(dòng)解碼。

精準(zhǔn)定位和植入是整個(gè)手術(shù)成功的關(guān)鍵。在為受試者進(jìn)行手術(shù)前，路俊鋒團(tuán)隊(duì)采用了功能磁共振成像聯(lián)合CT影像技術(shù)，重構(gòu)了受試者專屬三維模型與人腦運(yùn)動(dòng)皮層的詳細(xì)功能地圖，以確保植入位置的精確性。手術(shù)當(dāng)天，路俊鋒團(tuán)隊(duì)借助高精度導(dǎo)航系統(tǒng)，在喚醒手術(shù)下將超柔性神經(jīng)電極植入受試者大腦的運(yùn)動(dòng)皮層指定區(qū)域，整個(gè)手術(shù)過程精確到毫米級別，最大限度地保證了安全性和有效性。

下一步，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)會(huì)嘗試讓受試者使用機(jī)械臂，讓他可以在物理生活中完成抓握、拿杯子等操作。后續(xù)還將涉及對復(fù)雜物理外設(shè)進(jìn)行控制，例如對機(jī)器狗、具身智能機(jī)器人等智能代理設(shè)備的控制。

《人民日報(bào)》（2025年06月28日 第 06 版）