跻身全球前沿!中国侵入式脑机接口实现三维交互突破,提供高安全“中国方案”

近日,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心联合国内科研机构及医疗单位开展的第二例侵入式脑机接口临床试验,实现从二维屏幕光标控制到三维物理世界交互的重大突破。这一成果标志着我国在侵入式脑机接口临床应用领域已跻身全球前沿序列,为该领域发展提供了具备高安全性与实用性的“中国方案”。

此次临床试验的受试者为一名2022年因脊髓损伤导致四肢瘫痪的中年男性患者张诚(化名)。经一年多康复治疗无果后,其于2025年6月植入科研团队研发的脑机接口系统。该系统由前端传感器与后端处理器两部分构成,前端传感器直径仅为头发丝的1/100,仅5-8毫米长度植入大脑内部;后端处理器尺寸与硬币相当,采用颅骨“打薄”镶嵌设计,无需贯穿颅骨,大幅提升了手术安全性与患者耐受性。

术后2-3周的适应性训练阶段,受试者已实现意念操控电脑光标、平板电脑等电子设备的二维交互功能。在此基础上,科研团队通过引入神经数据压缩、混合解码模型等多项创新技术,成功将应用场景拓展至三维物理世界,受试者可凭借意念超低延迟操控轮椅、机器狗完成取快递、遛弯、递物等日常动作,实现了从“屏幕交互”到“生活融入”的关键跨越。

连续、稳定、低延迟的精准控制,是此次发布的侵入式脑机接口系统的核心优势。为达成这一目标,科研团队突破多项硬核技术:其一,研发的神经数据压缩技术搭配混合解码模型,使脑控系统整体性能提升15%-20%,可在受试者心理波动、环境干扰等复杂条件下精准提取有效神经信号;其二,攻克“跨天稳定神经流形对齐”“在线重校准”等关键核心技术,实现解码参数的实时、无声微调,提升系统长期使用的适配性;其三,将端到端延迟压缩至100毫秒以内,低于人体自身生理延迟,保障了三维交互的流畅度与同步性。

从行业发展维度看,此前全球仅美国、德国等少数国家实现侵入式脑机接口的二维交互临床应用,我国此次在第二例临床试验中就完成三维交互突破,大幅缩短了与国际顶尖水平的差距。值得注意的是,我国首例侵入式脑机接口临床试验已于半年前完成,成功让四肢截肢患者实现意念下棋、玩赛车游戏等功能,此次成果进一步验证了我国脑机接口技术的规模化应用潜力。

脑机接口技术已被纳入我国“十五五时期”前沿科技攻关重点方向,其核心价值在于解决脊髓损伤、肌萎缩侧索硬化症等患者的生活自主问题,契合社会刚需。中国科学院院士蒲慕明指出,我国脑机接口技术发展始终侧重“技术落地与社会价值并重”,此次三维交互突破,正是科技服务民生的典型体现。

据中科院科研团队负责人赵郑拓介绍,目前团队正联合地方残联推进技术场景拓展,引导受试者参与线上数据标注等工作,探索残障人士的社会价值实现路径。同时,256通道升级版本系统已完成研发,首例临床试验计划于近期启动,后续将通过技术迭代进一步提升控制精度与场景适配性。随着技术成熟,我国脑机接口技术有望在医疗康复领域实现规模化应用,惠及千万残障患者群体。


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