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高位截瘫患者在大脑植入脑机接口系统后，凭意念，即可如指使手臂一样操控电动轮椅在小区遛弯，指挥机器狗取回外卖……这一幕，超越了传统医疗的想象。
上述成果，来自中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(简称“脑智卓越中心”)赵郑拓、李雪团队联合复旦大学附属华山医院及相关企业，近日开展的第二例侵入式脑机接口临床试验。
今年6月，该团队进行了国内首例侵入式脑机接口临床试验，为一位四肢截肢患者的大脑植入脑机接口，使其能通过意念控制触摸板在电脑上下象棋、玩赛车游戏等。时隔半年，第二例侵入式脑机接口临床试验宣告成功。经过几周的脑机训练和适应，这位高位截瘫患者具备在线上通过视频做无人货柜货物分拣的能力。
“与第一例患者主要专注于电子设备控制相比，第二例的突破主要在于从二维到三维、从虚拟到物理、从基础控制到生活融合。”赵郑拓研究员介绍，基于第一代高通量无线侵入式脑机接口系统WRS01，他们又发布了“升级版”WRS02，读取数据速率较之前提高了4倍。WRS02的首例前瞻性临床试验计划在近期开展。他希望加速推动新品临床转化与应用验证，让脑机接口技术真正走向临床落地应用，并以开放的心态与各类智能设备、应用平台等合作，共同推动我国脑机接口技术高质量发展。
进展：从“二维交互”到“三维生命拓展”
第二例患者2022年因一次不幸的摔倒导致脊髓损伤、高位截瘫，经过一年多的康复，情况未有改善，仅剩头颈部可以活动。今年6月，他植入了赵郑拓团队研制的侵入式脑机接口，生活开始发生变化。
最初，他经过2—3周的训练，实现了对电脑光标、平板电脑等电子设备的控制。但他有更深层的渴望——重新“触摸”和影响真实的物理世界，拓展自己被身体“困住”的生活边界。
为此，技术团队将应用场景从电子屏幕拓展至物理外设。智能轮椅和机器狗成为了新的控制对象。这不仅需要解码“向左”“向右”的简单意图，更需实现连续、稳定、低延迟的精准控制，以应对真实环境中复杂的路面状况和交互任务。
高位截瘫患者(左)通过脑智卓越中心等单位研发的脑机接口系统意念控制轮椅
高位截瘫患者通过脑智卓越中心等单位研发的侵入式脑机接口系统参与线上数据标注工作
高位截瘫患者通过脑智卓越中心等单位研发的侵入式脑机接口系统意念控制机器狗
为实现这一目标，团队在技术上实现了多层突破。首先是在信息提取的“源头”进行了革新。他们开发了高压缩比、高保真的神经数据压缩技术，即便在神经信号相对嘈杂的环境中，也能高效提取有效信息，将脑控性能整体提升了15%—20%。
生活场景中充满声、光、电磁等各类噪声，患者的生理、心理状态也会波动。团队攻克了这些被称为“跨天稳定性”的临床落地障碍，引入了“神经流形对齐技术”，从高维、多变的神经信号中，提取出代表核心意图的、稳定的低维特征，确保了解码器输入端的稳定与可靠。
传统系统需要患者定期停下来进行专项校准，而该团队研发的“在线重校准技术”系统，能在患者日常使用过程中，实时、无声地微调解码参数，使系统性能始终保持在高位，实现了“越用越顺手”的体验。
至关重要的第三环是“速度”。人体自然神经环路的传导延迟大约在200毫秒左右。团队将脑机接口系统从信号采集到指令下发至外设的端到端延迟，压缩到了100毫秒以内，甚至低于人体自身的生理延迟。这使得患者的控制体验流畅自然，意念与动作几乎同步。
在与赵郑拓当面交流时，患者如此描述自己的感受：“就像控制游戏里的人物，不用特意去想摇杆要往哪个方向摆，想往哪个方向就自然而然地过去了。信号传输比较稳，也没有太多延时。”
目前，该科研团队的第三例侵入式脑机接口患者的临床试验也已完成。“我们使用的都是通用接口和设备，比如价格亲民的家用机械臂、机器狗，就像蓝牙、鼠标一样通用，希望患者通过操控一个统一而通用的盒子，达到控制诸多外设设备、更大自由度的机械臂。”
挑战：谁能使用脑机接口？如何与AI共同演进？
2024年1月，马斯克创办企业Neuralink完成世界上首例脑机接口设备植入临床试验，轰动全球。短短两年，伴随着这项技术从实验室走向临床试验，脑机接口在医疗康复、智能交互等领域迎来了突飞猛进。这项技术也在社会上引发了认知热潮和伦理讨论。
对此，赵郑拓持审慎态度：“新技术往往‘短期被高估，长期被低估’。”
中国科学院院士、脑智卓越中心学术主任蒲慕明说，脑机接口不是什么新鲜事物，这个领域的研究已开展近30年，但在Neuralink之前，科研人员一直未能很好地解决脑机接口设备微小化、系统化、无线化的问题，患者往往要头上套一个带“辫子”的有线系统，才能实现大脑与外界的连通，采集、读取脑神经信号来控制外部设备。
蒲慕明透露，他要求科研团队在后续阶段的临床试验，做到更精确、更精细地控制机械手，比如“意念”操控机械手弹奏一首钢琴曲。
赵郑拓勾勒了一个清晰的技术发展路径图：短期(三年内)，运动、语言功能重建将实现规模化应用；中期(五年内)，人工视觉、听觉等感知觉修复，以及对帕金森、抑郁症等神经精神疾病的精准调控将取得突破；长期(十年左右)，高度微创化的系统有望催生医疗消费乃至普通消费场景，实现某种程度的功能增强。
这其中，脑机接口与AI的深度融合，备受关注。赵郑拓将两者的关系分为三个层次：首先是“AI for BMI”，即利用AI算法来解码复杂的神经信号，这是当前的基础。其次是“BMI with AI”，即脑机接口作为人类高级意图的发出端，与具备自主执行能力的具身智能机器人等协同工作。第三层是“人机融合”，未来人类对外设的控制，将不再是发送详细的运动指令，而是像控制自己肢体一样，通过神经活动模式的直接耦合来实现“无感操控”。
蒲慕明认为，两大热门领域脑机接口与AI，进展将是平行的，既是我国“十五五时期”科技创新的重点，也是国际科技竞争的主要领域，“我国的脑机接口应用更侧重社会需求，同时，开源的模式惠及这个领域的每一位研究者”。
新技术带来平权还是新的不平等？蒲慕明提醒，这两个领域将来都要面临伦理问题：“脑机接口如果应用在一个正常人身上达到设备增强目的，就是违反科学伦理的，好比参赛者靠吃兴奋剂完赛胜出一样，是不公平的。谁可以使用？用来做什么？使用的边界在哪里？这些问题亟待厘清。”
赵郑拓说，尽管前路仍有关键技术、伦理法规、成本控制等诸多挑战，但科研团队正稳步推动脑机接口从“生命的重建”走向“潜能的拓展”，脑机接口的研发和产业化，只有兼顾技术创新锐度与人文关怀温度，才能走得长远。
院士呼吁：发掘扶持来自产业界青年人才，做出脑机接口的中国Deepseek
在脑机接口领域，存在着“技术展示”与“真实应用”的潜在张力。一些演示可能追求视觉震撼，但李雪说，他们的原动力就是解决患者真实生活中的具体问题。三年前在开发第一代原型机时，就开始构思如何帮助患者恢复工作能力，“为家庭减负”。
赵郑拓认为，脑机接口的价值实现，离不开外部智能设备的发展。正是电动轮椅、机器狗、人形机器人等智能外设的成熟与普及，才让脑机接口的“意念控制”有了用武之地，能实实在在提升患者生活质量。团队主动与这些外部设备厂商合作，共同定义控制协议和应用场景，形成了“脑机接口搭桥，智能外设赋能”的共赢模式。
事实上，外设产品的开发是“倒金字塔”状的产业化思维。团队介绍，脑机接口的核心是“神经界面”(电极)，目前已趋于产品级成熟；之上是微创化、可靠性的“系统集成”，他们已推出全球体积最小的植入体之一；再往上是“数据与算法”，通过临床规模化获取数据燃料，驱动性能进化；塔尖则是基于神经科学理解的“应用场景拓展”。每一层都需扎实，才能支撑起规模化应用。
第二例临床试验参与者在脑控轮椅过程中与赵郑拓(左)交流控制体验
科研团队成员李雪(左)、赵郑拓(中)、马天宇(右)在讨论试验进展
赵郑拓透露，负责完成植入手术的复旦大学附属华山医院团队，已将手术创伤控制在毫米级。他们的目标是未来将植入手术变得像“打耳钉”一样简单、微创，从而让技术能够惠及更广泛的患者群体，乃至打开非医疗场景的大门。
作为全国率先开展脑机接口关键技术及产业布局的城市，上海成立了市级重大科技专项，蒲慕明担任首席科学家，成员单位有七八家高校科研院所。“脑机接口不缺项目不缺经费和投资，缺的是创新人才。”蒲慕明认为，目前我国从事脑机接口的科研人员主要集中在科研院所里，缺少来自产业界的创新人才。“脑机接口的技术源头还是在美国，他们最重要的创新力量来自企业，为技术创新提供不竭动力。我国脑机接口领域的Deepseek还没出现”。
蒲慕明从人才引进角度进一步阐释他的观点。2020年，在一次线上学术报告会上，蒲慕明听到赵郑拓的报告，“想法新颖，令人印象深刻。”脑智卓越中心当即决定远程面试赵郑拓。
“如果按照引进人才条件要求，他和李雪是不符合的，赵郑拓在美国做博士后，也没拿到人才‘帽子’，李雪刚刚博士毕业。但我们看中他们的创新能力，事实也证明了他们的创新活力。”蒲慕明在接受大江东工作室采访时，毫不讳言地指出当前人才引进存在的“唯顶刊论文”“唯帽子”等现象，他建议国家成立脑机接口青年人才科研基金，专门资助那些在从事早期研究的硕士生、博士生以及小团队，而不是将科研经费分给已经做出成果的大团队，从政策上、体制机制上鼓励创新人才向脑机接口领域集聚。
(人民日报中央厨房-大江东工作室。文中配图及视频均由脑智卓越中心提供)
(责编：沐一帆、轩召强)
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