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近日，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心等，成功開展了中國首例侵入式腦機接口的前瞻性臨床試驗，標(biāo)志著我國在侵入式腦機接口技術(shù)上，成為全球第二個進入臨床試驗階段的國家。腦智卓越中心研究團隊研制及生產(chǎn)的神經(jīng)電極，是目前全球最小尺寸、柔性最強的神經(jīng)電極，截面積僅為國外同類產(chǎn)品的1/5到1/7，柔性超過百倍，最大程度上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、長時間的穩(wěn)定在體神經(jīng)信號采集能力，已相繼完成在嚙齒類、非人靈長類和人腦中長期植入及穩(wěn)定記錄驗證，為植入式腦機接口前端電極組織相容性差和信道帶寬窄的關(guān)鍵瓶頸，提供了開拓性的解決方案。團隊研發(fā)的侵入式腦機接口系統(tǒng)，是國內(nèi)唯一獲得注冊型式檢驗報告，且可以長期穩(wěn)定采集到單神經(jīng)元Spike信號的腦機接口系統(tǒng)。其毫秒級、單神經(jīng)元水平的神經(jīng)信號捕獲特性，為應(yīng)用提供了良好的神經(jīng)電信號數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在手術(shù)友好程度方面，植入體直徑26mm、厚度不到6mm，是全球最小尺寸的腦控植入體，僅硬幣大小。有別于國外同類型產(chǎn)品，該侵入式腦機接口系統(tǒng)可通過較少數(shù)量的植入電極實現(xiàn)相似的控制水平，能夠提高患者獲益風(fēng)險比。實時在線解碼是腦機接口技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。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、運動意圖解析及控制指令生成全流程。研究團隊通過自主研發(fā)的在線學(xué)習(xí)框架，創(chuàng)造性實現(xiàn)了神經(jīng)解碼器的動態(tài)優(yōu)化。該解碼框架采用參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)機制，協(xié)調(diào)解碼器優(yōu)化和神經(jīng)可塑性，突破傳統(tǒng)靜態(tài)解碼模型難以適應(yīng)神經(jīng)信號時變特性的局限性。結(jié)合柔性電極信號采集穩(wěn)定性優(yōu)勢和高精度神經(jīng)發(fā)放估計策略，實現(xiàn)了低延遲、高魯棒性、跨天穩(wěn)定的實時在線運動解碼。在此前的動物實驗中，侵入式腦機接口系統(tǒng)被植入到獼猴運動皮層的手部和手臂功能區(qū)，系統(tǒng)持續(xù)運行穩(wěn)定，未出現(xiàn)感染和電極失效的情況。經(jīng)過訓(xùn)練，獼猴實現(xiàn)了僅憑神經(jīng)活動控制計算機光標(biāo)運動，還能完成目標(biāo)引導(dǎo)下的腦控打字。在平穩(wěn)運行一段時間后，獼猴的植入體被手術(shù)安全取出，并更換新植入體在同一個顱骨開孔位置完成二次植入。術(shù)后系統(tǒng)持續(xù)運行穩(wěn)定，同樣未出現(xiàn)感染和電極失效的情況，獼猴快速適應(yīng)新系統(tǒng)并流暢實現(xiàn)腦控光標(biāo)。該手術(shù)的順利完成驗證了植入體通過二次手術(shù)升級換代的可行性。受試者是一位因高壓電事故導(dǎo)致四肢截肢的男性。在為受試者進行手術(shù)前，研究團隊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動皮層的詳細功能地圖以確保植入位置的精確性。整個手術(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。自2025年3月植入該腦機接口設(shè)備以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，術(shù)后至今兩個多月未出現(xiàn)感染和電極失效的情況。僅用2周-3周的訓(xùn)練，受試者便實現(xiàn)了下象棋、玩賽車游戲等功能，達到了跟普通人控制電腦觸摸板相近的水平。下一步，研究團隊將嘗試讓受試者使用機械臂，使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)進行控制，例如對機器狗、具身智能機器人等智能代理設(shè)備的控制，從而拓展受試者的生活邊界。未來，該侵入式腦機接口系統(tǒng)有望顯著改善百萬完全性脊髓損傷、雙上肢截肢及肌萎縮側(cè)索硬化癥患者群體的生存質(zhì)量。超柔性電極尺寸極小，僅約頭發(fā)絲的1/100全球最小尺寸的腦控植入體受試者未來生活展望