腦機接口實現生活場景應用取得新進展 | 科技前線

近日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心等，成功完成第二例侵入式腦機接口臨床試驗。

研究團隊采用高通量無線侵入式腦機接口系統（WRS01），讓一位高位截癱患者能夠通過腦電信號穩定地操控智能輪椅與機器狗，在真實生活場景中實現自主移動與物品取用。

該患者于2022年因脊髓損傷導致高位截癱，2025年6月植入由腦智卓越中心等研發的腦機接口系統。經數周訓練，患者已能夠穩定地控制電腦光標與平板電腦。

團隊進一步將系統拓展至三維物理設備控制，實現對智能輪椅與機器狗的連續、穩定、低延遲操控，幫助患者在復雜日常場景中完成多項功能活動。

01

系列技術突破

這一研究在技術層面實現了系列突破。在神經信息提取環節，團隊開發出高壓縮比、高保真的神經數據壓縮技術，并創新性地融合了尖峰頻段功率、相鄰脈沖間隔與尖峰脈沖計數等數據壓縮方式。該混合解碼模型在噪聲環境下仍能高效提取有效信號，將腦控性能整體提升15%至20%。

針對真實環境中聲、光、電磁干擾及患者生理、心理狀態波動導致的信號不穩定問題，團隊引入了神經流形對齊技術，在高維動態神經信號中提取穩定的低維特征，增強了解碼器的環境適應性與跨天穩定性。

▲微納電子加工平臺加工侵入式腦機接口柔性電極

團隊同步研發在線重校準技術，支持患者在日常使用中實時微調解碼參數，無需中斷操作進行專項校準，使系統性能持續保持高位，實現“越用越順暢”的用戶體驗。

研究通過自定義通信協議，將系統從信號采集到指令執行的端到端延遲壓縮至100毫秒以內，低于生理延遲水平，使患者的控制體驗更加流暢自然。

02

“隨心所動”

研究團隊發現，隨著患者對腦控外設的熟練掌握，任務相關的神經活動逐漸由廣泛的神經元參與轉向少數高效神經元主導，降低了認知負擔，實現了對外設的“內化”操控，從神經機制層面解釋了“隨心所動”的成形過程。

在應用拓展與社會融合方面，團隊與地方殘聯合作，引導患者參與線上數據標注等工作。

在技術產業化過程中，團隊采取系統化推進策略，以神經界面電極為基礎，逐步構建系統集成、算法優化與應用場景拓展的技術體系。

基于試驗積累的數據與經驗，團隊推出性能進一步提升的系統升級版本（WRS02），通道數增至256。根據規劃，WRS02的首例臨床試驗計劃于近期開展。

隨著臨床數據的持續積累，高質量神經—行為數據將驅動解碼算法升級與新場景開發，形成“數據—創新”雙向增強的良性循環。

來源：中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心

責任編輯：侯茜