作為國(guó)家布局的未來產(chǎn)業(yè)，腦機(jī)接口近年來發(fā)展勢(shì)頭迅猛，正加速?gòu)膶?shí)驗(yàn)室走向臨床應(yīng)用。

日前，中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心，聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院，與相關(guān)企業(yè)合作，成功開展了 中國(guó)首例侵入式腦機(jī)接口的前瞻性臨床試驗(yàn)，成為繼美國(guó)之后第二個(gè)開展侵入式腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)的國(guó)家。

畫面里這位通過腦控玩賽車游戲的男性，就是我國(guó)首例侵入式腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)的受試者。他曾因高壓電事故導(dǎo)致四肢截肢，今年3月完成植入手術(shù)后，他僅用2到3周的時(shí)間，就實(shí)現(xiàn)了在手機(jī)電腦上操縱光標(biāo)，完成下象棋、玩賽車等功能。下一步他將用3到6個(gè)月的時(shí)間，嘗試對(duì)機(jī)械臂、輪椅等智能設(shè)備進(jìn)行意念操控。

這次由我國(guó)科學(xué)家自主研制進(jìn)入臨床的侵入式腦機(jī)接口系統(tǒng)，只有硬幣大小，手術(shù)不用整體貫穿顱骨，而是在大腦運(yùn)動(dòng)皮層上方的顱骨上，“打薄”出一塊硬幣大小的凹槽用以鑲嵌設(shè)備，再在凹槽中打一個(gè)5毫米大小的穿刺孔。系統(tǒng)前端5~8毫米是超柔性神經(jīng)電極，需要通過微創(chuàng)手術(shù)植入，雖然大小只有頭發(fā)絲的1%，但結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，每一個(gè)電極的前端都有32個(gè)傳感器，能夠精細(xì)地捕捉腦組織內(nèi)部神經(jīng)細(xì)胞的微弱信號(hào)。這是目前全球尺寸最小、柔性最強(qiáng)的神經(jīng)電極。

中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員 趙鄭拓：柔軟到我彎折它的電極需要用到的力，跟我們大腦中一個(gè)神經(jīng)元跟另外一個(gè)神經(jīng)元相互碰撞的這個(gè)力差不多大小，使得電極本身在大腦中和大腦組織可以長(zhǎng)期和諧共存，它不會(huì)激活免疫反應(yīng)、激活排異反應(yīng)。

相關(guān)團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了在線學(xué)習(xí)框架，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)解碼器的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，可以在十幾毫秒的窗口期內(nèi)完成神經(jīng)信號(hào)特征提取、運(yùn)動(dòng)意圖解析及控制指令生成。

腦機(jī)接口通常根據(jù)設(shè)備與大腦組織的接觸程度，分為侵入式、半侵入式和非侵入式三類，其中侵入式采集信號(hào)質(zhì)量最好，難度也最大。這次的成果標(biāo)志著中國(guó)成為繼美國(guó)之后，全球第二個(gè)開展侵入式腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)的國(guó)家。

未來，腦機(jī)接口有望讓失明者、失語者等恢復(fù)功能，也能讓腦中風(fēng)、漸凍癥、阿爾茲海默病等患者的病情得到改善，推動(dòng)人工智能為人腦賦能。