记者6月13日获悉，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心联合复旦大学附属华山医院，与相关企业合作，成功开展了中国首例侵入式脑机接口的前瞻性临床试验。该成果标志着我国在侵入式脑机接口技术上成为继美国之后，全球第二个进入临床试验阶段的国家。
四肢截肢受试者实现用“意念”打游戏
脑机接口是颠覆性前沿交叉技术，通过在大脑与外部设备间建立通信和控制通道，实现“脑控”与“控脑”。该技术不仅可以助力机体功能重建和神经系统疾病治疗，也将成为下一代交互方式，让科幻电影中的人机融合、意念交流、记忆存储和上传等变成现实。
大脑有近千亿个神经元，就像一座密闭的体育馆，近千亿个神经元就像是分布在六层看台上的观众（大脑皮层共有六层），每个区域的观众通过发出不同的声音执行不同的功能。
非侵入式脑机接口技术将电极设置在颅骨外，类似于在体育馆的外面聆听里面的声音；半侵入式技术将电极植入颅骨下方、大脑皮层外侧，相当于在看台顶部放置大量话筒，能捕捉到更多群体的声音。
侵入式脑机接口技术将电极植入大脑皮层中，直接接触神经元细胞，就如同进入体育馆内将许多话筒贯穿六层看台放置到每位观众面前，近距离传递附近每个观众的声音，从而获取更清晰、更准确的信号。其优势是能够获取单神经元级别的高质量信号，进而实现更加精准的脑控。
此次临床试验的受试者是一位因高压电事故导致四肢截肢的男性。自2025年3月植入脑机接口设备以来，系统运行稳定，术后一个多月未出现感染和电极失效的情况。仅用2-3周的训练，他便实现了“脑控”电子产品，操作赛车、下象棋等多种游戏，达到了跟普通人控制电脑触摸板相近的水平。
全球最小尺寸神经电极，仅约头发丝的1/100
“侵入式脑机接口技术是大国技术角力的重点，目前科研成果丰硕，比如实现了准确率97.5%的语音解码、意念打字、控制外骨骼、视觉重建，但也面临着从科研到应用转化的挑战。”中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员赵郑拓说，这些挑战包括缺乏长期稳定高带宽的神经电极、缺乏临床友好的系统、临床样本（数据）极少、神经科学对大脑的理解有限等。
脑组织非常柔软，且随着人的心跳、呼吸有节律地运动。以往硬质材料的电极植入后，可能对脑组织造成损伤，引发炎性反应益上线，长此以往，信号会减弱。同时，传统神经电极存在无法长期稳定记录、难以实现大规模记录等问题。赵郑拓团队研制及生产的神经电极是目前全球尺寸最小、柔性最强的神经电极，截面积仅约头发丝的1/100。
此前，世界上唯一进入临床试验阶段的，代表业界最高水平的是埃隆·马斯克创办企业Neuralink的侵入式脑机接口系统。赵郑拓团队研制及生产的神经电极截面积仅为Neuralink所使用电极的1/5到1/7，柔性超过Neuralink的百倍，让脑细胞几乎“意识”不到旁边有异物，最大程度降低对脑组织的损伤。
这款超柔性神经电极具备高密度、大范围、高通量、长时间的稳定在体神经信号采集能力，已相继完成在啮齿类、非人灵长类和人脑中长期植入和稳定记录验证，最长稳定记录时间达360天。
微创手术降低风险，显著缩短术后康复周期
脑机接口研发过程涉及电极、芯片、信号处理、算法、脑控软件等多个环节。
赵郑拓和李雪团队的侵入式脑机接口系统总体框架由数据能量传输器、无线植入式信号采集器、人机交互软件和解码算法组成，是国内唯一获得了注册型检报告，且可以长期稳定采集到单神经元Spike信号的脑机接口系统。
脑智卓越中心研制的植入体直径26毫米、厚度不到6毫米，是全球最小尺寸的脑控植入体，仅硬币大小，为Neuralink产品的1/2。只需要在大脑运动皮层上方的颅骨上“打薄”出一块硬币大小的凹槽，用以镶嵌设备，再在颅骨的凹槽中打一个5毫米的穿刺孔，植入两根截面积仅约头发丝的1/100的电极。神经外科微创术式在有效降低手术期风险的同时，可以显著缩短术后康复周期。
实时在线解码是脑机接口技术的关键环节。赵郑拓研究组通过自主研发的在线学习框架，创造性实现了神经解码器的动态优化。系统在十几毫秒窗口期内可以完成神经信号的特征提取、运动意图解析及控制指令生成全流程。
系统植入后，团队巧妙地将系统外部设备集成在一顶特制帽子中。帽子内包含无线供电器和信号接收器。患者只需戴上这顶帽子，即可自动连接系统，无需复杂线缆，极大提升了日常使用的便捷性。
当患者“想”要移动光标时，大脑中的神经元会产生特定的电信号。柔性电极捕捉到这些微弱的电信号后，通过植入在头骨下的信号处理芯片，将其传输到患者头上佩戴的特制帽子中。帽子里集成的无线设备不仅能为系统供电，还能将信号传输到计算机，经过解码算法处理后，将神经活动模式转化为机器可执行的指令。
“这个过程有点像学骑自行车，一开始需要刻意思考每个动作，后面随着练习逐渐变得自然流畅。”赵郑拓解释道，同时，系统也在不断适应患者的思维习惯，就像两个人逐渐学会彼此的交流方式。随着双方的适应和学习，这种“对话”变得越来越流畅。
安全性和功能性在非人灵长类动物试验中得到验证
精准定位和植入是整个手术成功的关键，高精度的电极植入可以为后续的信号采集和解码奠定重要基础。在为受试者进行手术前，华山医院路俊锋教授团队采用了功能磁共振成像联合CT影像技术，重构了受试者专属三维模型与人脑运动皮层的详细功能地图，以确保植入位置的精确性。
手术当天，路俊锋教授团队借助高精度导航系统，在唤醒手术下将超柔性电极植入受试者大脑的运动皮层指定区域，整个手术过程精确到毫米级别，最大限度地保证了安全性和有效性。
依托脑智卓越中心国际领先的非人灵长类研究平台，在开展人体试验之前，系统的安全性和功能性已经在猕猴中得到了验证。
侵入式脑机接口系统被植入到猕猴大脑运动皮层的手部和手臂功能区，植入手术顺利完成后，系统持续运行稳定，未出现感染和电极失效的情况。猕猴经过训练，已实现仅凭神经活动即可敏捷精准控制计算机光标运动。
在平稳运行一段时间后，猕猴的植入体通过手术安全取出，并更换新植入体在同一个颅骨开孔位置完成二次植入。术后系统持续运行稳定，同样未出现感染和电极失效的情况，猕猴快速适用新系统并流畅实现脑控光标。手术的顺利完成验证了植入体通过二次手术升级换代的可行性。
未来，受试者有望实现拿杯子等动作
这项技术有望为脊髓损伤、肌萎缩侧索硬化（渐冻症）、中风后遗症、上肢截肢等导致运动功能障碍的患者重获部分自主行动能力，也可能帮助失语症等语言障碍患者重建沟通桥梁。同时，该技术也为癫痫、帕金森病等神经系统疾病的诊疗提供了新的思路。
下一步益上线，项目团队会尝试让受试者使用机械臂，使他可以在物理生活中完成抓握、拿杯子等操作。后续还将涉及对复杂物理外设进行控制，例如对机器狗、具身智能机器人等智能代理设备的控制，从而拓展他的生活边界。
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