中国科学院实现侵入式脑机接口生活化突破:患者脑控智能轮椅与机器狗
中国科学院脑科学と智能技術卓越創新センターらの研究チームは、侵入型脳機インターフェース(BCI)の臨床応用において新たな進展を達成した。2025年6月、脊髄損傷により高位截瘫となった患者に、同センターらが開発した高通量無線侵入型BCIシステム「WRS01」を植え込み、実生活環境での自律移動と物の取り扱いを可能にした。患者は2022年から障害を抱えており、数週間の訓練を経て、コンピュータのカーソルやタブレットの操作を脳電波で安定して制御できるようになった。 研究チームは、この成果をさらに発展させ、三次元物理デバイスの制御を実現。スマートな車椅子やロボットドッグを、連続的で低遅延かつ高精度に操作する能力を獲得。端末から指令実行までのエンドツーエンド遅延を100ミリ秒以下に抑えることで、生理的な反応遅延を下回り、自然な操作体験を実現した。 技術面では、神経信号の高圧縮・高保真度処理技術を構築。尖峰周波数パワー、脈衝間隔、尖峰数を融合した混合解码モデルにより、ノイズ環境下でも信号を効率的に抽出。性能は15~20%向上。また、音・光・電磁干渉や患者の心理・生理状態の変動に対応するため、神経流形対齊技術を導入。高次元の動的神経信号から安定した低次元特徴を抽出し、解码器の環境適応性と日次安定性を強化。さらに、日常使用中にリアルタイムでパラメータを微調整できるオンライン再校正技術を実装。校正作業の中断を回避し、「使い続けるほどスムーズになる」体験を実現。 神経メカニズムの観点から、患者の操作習熟に伴い、広範な神経活動が少数の効率的神経細胞に集中する傾向が確認された。これにより認知負荷が低下し、外周デバイスの「内面化」制御が可能になるという、脳内での「意思の実現」の神経基盤を解明した。 社会的応用面では、地方障害者連合と連携し、患者がオンラインデータラベリングなどの作業に参加。技術の産業化に向け、神経界面電極を基盤に、システム統合、アルゴリズム最適化、応用拡大の3段階戦略を展開。今後、256チャネル対応の次世代システム「WRS02」の臨床試験を計画。蓄積された高品質な神経・行動データは、解码アルゴリズムの進化と新用途開発を後押しし、「データ—技術革新」の好循環を形成する。
