中国科学院脑机接口技术取得突破性进展 实现生活场景应用新跨越
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心等机构近日在脑机接口生活化应用方面取得重大突破,成功完成第二例侵入式脑机接口临床试验。研究团队采用自主研发的高通量无线侵入式脑机接口系统(WRS01),帮助一位2022年因脊髓损伤导致高位截瘫的患者,首次在真实生活场景中实现通过脑电信号稳定操控智能轮椅与机器狗,完成自主移动与物品取用等复杂任务。 该患者于2025年6月植入脑机接口系统,经过数周训练后,已能精准控制电脑光标和平板设备。研究团队进一步将系统拓展至三维物理设备控制,实现了对智能轮椅和机器狗的连续、稳定、低延迟操控,显著提升了患者在日常生活中的独立性与功能性。 技术层面实现多项创新:团队开发出高压缩比、高保真的神经数据压缩技术,融合尖峰频段功率、相邻脉冲间隔与尖峰脉冲计数等多种特征,构建混合解码模型,在噪声环境中仍保持高效信号提取能力,使脑控性能提升15%至20%。针对真实环境中电磁干扰、生理波动等问题,引入神经流形对齐技术,从高维动态信号中提取稳定低维特征,显著增强系统跨天稳定性与环境适应性。同时,研发在线重校准技术,支持患者在日常使用中实时微调解码参数,无需中断操作,实现“越用越顺畅”的用户体验。 研究还通过自定义通信协议,将信号采集到指令执行的端到端延迟压缩至100毫秒以内,低于人体生理延迟,操控体验更加自然流畅。神经机制分析发现,随着训练深入,患者控制外设的神经活动逐渐由广泛神经元参与转向少数高效神经元主导,认知负担降低,实现了对外设的“内化”操控,从神经层面揭示了“随心所动”的形成机制。 在应用拓展方面,团队联合地方残联,引导患者参与线上数据标注等社会融合工作。技术产业化方面,以柔性电极为核心,系统推进电极制造、系统集成、算法优化与场景落地。基于本次试验成果,团队已推出升级版系统WRS02,通道数增至256,首例临床试验计划近期启动。随着高质量神经—行为数据持续积累,将推动解码算法迭代与新场景开发,形成“数据—创新”双向增强的良性循环。微纳电子加工平台已实现柔性电极的高精度制造,为未来规模化应用奠定基础。
