近日,中國腦機接口(BCI)領域迎來歷史性一刻。
我國首款全植入、全無線、全功能(簡稱“三全”)的腦機接口系統(tǒng),已成功完成首例人體臨床試驗。
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最令人震撼的是,首位受試者——一位因車禍高位截癱八年的28歲青年,不僅術后恢復良好,更在真實世界中上演了科幻電影里的情節(jié):
他能完全通過“意念”刷B站、逛小紅書;用意念操控光標,精準點擊播放視頻;甚至在雙人對戰(zhàn)游戲中,用“腦控”輕松“碾壓”了前來探望、用手柄操作的腦機接口研發(fā)團隊負責人。
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?圖注:腦虎科技創(chuàng)始人陶虎(右)與患者游戲?qū)?zhàn)
這一里程碑式的成果,由復旦大學附屬華山醫(yī)院與上海腦虎科技有限公司(NeuroXess)攜手實現(xiàn)。它不僅標志著我國在腦機接口這一核心前沿技術領域,從“跟跑”邁向“并跑”甚至局部“領跑”,更是以一條更安全、更開放、更具人文關懷的技術路線,為全球無數(shù)神經(jīng)功能障礙患者,點亮了“意念改變生活”的希望之光。
▍意念打游戲“碾壓”創(chuàng)始人,國產(chǎn)“三全”腦機接口讓科幻走進現(xiàn)實
“我跟他一起玩搶金幣游戲,我用手柄,他用腦控——結(jié)果我真搶不過他!”腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學家陶虎教授笑著分享了這個讓他“輸?shù)眯姆诜钡乃查g,“他的精度和反應速度,已經(jīng)接近甚至超越常人。”
這一幕,生動詮釋了此次技術突破的顛覆性。要知道,這位患者肩部以下完全無法動彈,過去八年,連滑一下手機都需要靠嘴叼著棍子完成。而現(xiàn)在,他不僅重拾了數(shù)字世界的娛樂與社交,生活自理能力也正在被“意念”重塑。
據(jù)介紹,該系統(tǒng)已經(jīng)與小米智能家居全面打通。患者可以像使用遙控器一樣,精細地用大腦意念調(diào)節(jié)空調(diào)溫度、規(guī)劃掃地機器人的路徑、控制電視音量。“這不再是演示,而是真實的生活能力重建。”陶虎說。
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?圖注:腦虎科技全植入腦機接口臨床受試者實現(xiàn)“意念操控”流暢完成網(wǎng)頁瀏覽、精準點擊與視頻播放。
這一切的實現(xiàn),都源于這款被稱為“三全”的腦機接口系統(tǒng)。它到底“全”在哪?
首先是全植入。與傳統(tǒng)設備需要外接線纜或體外掛件不同,這款產(chǎn)品將所有核心模塊,包括電池,都完全植入體內(nèi)。體表沒有任何線纜或接口,從物理層面徹底根除了傳統(tǒng)外露系統(tǒng)極易導致的感染風險,也讓患者在外觀上與常人無異,極大地保護了生活尊嚴。
其次是全無線。產(chǎn)品集成了無線供能與無線數(shù)據(jù)傳輸功能。這意味著患者在日常生活中,無需佩戴或連接任何外部裝置,就能實現(xiàn)意念的實時交互。無論是休息、活動還是外出,都能擺脫線纜束縛,真正獲得行動上的“無線自由”。
最后是全功能。它不僅僅是一個簡單的信號采集器,而是集成了腦電采集、處理、無線數(shù)據(jù)傳輸、無線能量傳輸及可充電電池等全部功能的完整系統(tǒng)。更關鍵的是,基于自研的插件式腦機接口操作系統(tǒng)XessOs,產(chǎn)品展現(xiàn)出強大的開放性與擴展性。它能無縫連接氣囊手套、智能輪椅、智能家居乃至人形機器人等多類物理設備,為患者構(gòu)建起一個以用戶意圖為中心的“延伸軀體”生態(tài)。
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?圖注:腦虎科技自研的插件式腦機接口操作系統(tǒng)XessOs
臨床數(shù)據(jù)顯示,這位患者術后1天即轉(zhuǎn)入普通病房,術后5天首次開機便成功實現(xiàn)意念操控。經(jīng)過系統(tǒng)訓練,其腦控解碼速率達到了5.2 BPS(比特/秒),這一水平與國際頂尖水平相當。
從實驗室的技術攻關,到臨床場景的成功落地,我國全植入全無線腦機接口的突破,真正讓“意念操控”從科幻走進了現(xiàn)實。
▍不把電池放腦子,中國版方案如何做到“人有我優(yōu)”
在全球腦機接口賽道,馬斯克的Neuralink無疑是最受矚目的明星。那么,這套“中國方案”,與之相比有何不同?又在哪些方面實現(xiàn)了超越?
答案是:在完成與國際領先水平相當功能的同時,做得更安全、更開放。
最大的技術創(chuàng)新在于植入方案的設計。Neuralink將所有組件,包括處理器和電池,都集成在一個硬幣大小的設備中,植入顱骨內(nèi)。這種設計雖然集成度高,但將發(fā)熱單元緊貼大腦,存在潛在的長期安全隱患。
而此次發(fā)布的中國方案另辟蹊徑,創(chuàng)新性地將電池模塊與主控設備分離,置于對溫度更耐受的胸部皮下,僅將柔性的皮層電極貼附于大腦皮層。這一設計傳承并優(yōu)化了已在臨床廣泛應用數(shù)十年的腦深部電刺激(DBS)技術架構(gòu),其核心優(yōu)勢顯而易見:
安全性顯著提升。將主要發(fā)熱單元遠離大腦,極大地降低了對嬌嫩腦組織造成熱損傷的風險,為患者提供了更可靠的長期使用保障。
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?圖注:復旦大學附屬華山醫(yī)院院長毛穎教授向與會者展示國內(nèi)首款內(nèi)置電池的全植入無線腦機接口產(chǎn)品。
此外,手術范式也更為友好。Neuralink的植入需要借助其專門研發(fā)的全新手術機器人,手術復雜且推廣門檻高。而新方案采用的是成熟的DBS手術流程,全國多數(shù)三甲醫(yī)院的神經(jīng)外科醫(yī)生即可開展,這意味著技術更容易在臨床上推廣,惠及更多患者。
可以說,研發(fā)團隊在追趕國際頂尖性能的同時,走出了一條“人有我優(yōu)”的差異化路線,其背后是對技術倫理與患者福祉的深刻考量。“我們堅信,腦機接口不應是炫技的工具,而應是連接生命與希望的橋梁。”陶虎表示。
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?圖注:上海腦虎科技有限公司創(chuàng)始人兼首席科學家陶虎。
這項臨床突破,不僅填補了國內(nèi)全功能全植入腦機接口的技術空白,更驗證了這條“更安全、更開放、更人性化”的技術路線的正確性。
▍從“靜默讀心”到“腦聯(lián)網(wǎng)”,終極愿景是突破生存邊界
如果說運動控制的重建是腦機接口邁出的第一步,那么語言解碼和意識交互,則是通往人機共生未來的關鍵躍遷。
而在這條更前沿的道路上,中國團隊已經(jīng)占據(jù)了領先地位。
陶虎教授透露,在今年7月的另一例臨床案例中,團隊已經(jīng)實現(xiàn)了全球首次解碼速度達到常人兩倍的實時、在線漢語言解碼。
“我們不需要患者發(fā)聲,哪怕靜默狀態(tài)下,也能從大腦直接提取語言意圖,與AI進一步結(jié)合,每分鐘輸出300個漢字。”
這一“靜默讀心術”的突破,意義遠超溝通本身。因為當前主流的AI大模型本質(zhì)上都是“大語言模型”,這意味著未來患者只需在腦中構(gòu)思語言指令,就能直接調(diào)用所有AI智能體,其想象空間是無窮的。
更進一步,研發(fā)團隊已在上海與福建兩地,成功實現(xiàn)了跨地域的“腦聯(lián)網(wǎng)”:兩位患者通過數(shù)字分身,以各自的聲音或任意虛擬聲線進行實時對話。陶虎預言:“從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng),下一步就是腦聯(lián)網(wǎng)——讓大腦直接意念溝通。”
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?圖注:復旦大學附屬華山醫(yī)院毛穎/陳亮教授團隊與腦虎科技團隊就首例“三全”腦機接口臨床試驗進行深入研討
當然,在風口之上,冷靜的思考同樣重要。復旦大學附屬華山醫(yī)院院長毛穎教授就發(fā)出了警示:“現(xiàn)在有上千家公司涌入腦機接口賽道,但最后能擠過臨床應用這個‘瓶頸口’的,可能不到幾家。”
毛穎教授強調(diào),真正的挑戰(zhàn)在于數(shù)據(jù)質(zhì)量和倫理紅線。過于泛化的頭皮腦電數(shù)據(jù)遠不足以支撐有效的模型訓練,唯有術中貼附皮層的高信噪比信號才是“燃料”。為此,華山醫(yī)院已牽頭構(gòu)建了名為“iBrain”的高質(zhì)量腦電數(shù)據(jù)庫。
展望未來,兩位專家不約而同地將目光投向了更遠的星辰大海。
陶虎認為,腦機接口不僅是醫(yī)療器械,更是人類掌握AI、突破物理極限的鑰匙。“我們的五官四肢早已配不上860億神經(jīng)元的大腦。腦機接口,就是要繞過脆弱的肉體,釋放大腦潛能。”他甚至暢想,在未來星際旅行中,通過腦機接口維持意識活躍,實現(xiàn)某種意義上的“永生”。
毛穎教授則從醫(yī)學角度呼應:“過去百年,科技將人類壽命從30歲延長至80歲。下一個百年,腦機接口或許能讓我們突破認知與生存的邊界。”
從讓截癱青年重拾生活樂趣,到解碼無聲的語言;從構(gòu)建腦聯(lián)網(wǎng)的雛形,到暢想人類文明的未來。中國的腦機接口技術,正以“醫(yī)療剛需”為堅實錨點,扎實地邁向“人機共生”的廣闊未來。
正如陶虎所言:“我們不是在制造一個設備,而是在搭建一座橋,連接人類最強大的器官與最廣闊的未來。”
科技向善,每一次技術突破,都是對生命質(zhì)量的極致守護。
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