文章总结： 我国侵入式脑机接口取得突破，第二例四肢瘫痪患者通过意念控制轮椅与机器狗，实现三维物理交互。团队利用高效信号压缩、流形对齐等技术，使系统抗干扰且低延迟，控制接近生理自然度。未来技术将向感官修复及功能增强拓展，微创迭代路径清晰，前景广阔。
综合评分： 78
文章分类： AI安全,IoT安全
大脑意念控制轮椅、机器狗……我国侵入式脑机接口临床试验实现重大突破！
Cismag
信息安全与通信保密杂志社
2025年12月24日 17:37
四川
据中央广播电视总台中国之声报道，一位因颈髓损伤而四肢瘫痪的中年人，仅凭意念，即可如臂使指地操控智能轮椅在小区遛弯，指挥机器狗作为“身体延伸”取回外卖……这便是近日我国第二例侵入式脑机接口临床试验的成果展示。这一幕，超越了传统康复的想象。在技术上也实现了从二维的屏幕光标控制，带入了三维的物理世界交互。
在科技与生命交织的疆域前沿，脑机接口正以其革命性的潜力，从实验室的精密仪器走向患者真实的生活场景。这是一次对生命尊严与人类潜能边界的深刻叩问，中国本土的创新力量正展现出独特而务实的路径。从二维的屏幕到三维的世界，我国脑机接口技术完成了哪些重大技术突破？
第二例临床患者的故事，始于一次不幸的摔倒。2022年，这位患者因脊髓损伤导致四肢瘫痪，经过一年多的康复，情况未有改善，仅剩头颈部可以活动。2025年6月，他植入了脑智卓越中心和相关企业联合开发的脑机接口系统。中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究组组长、研究员赵郑拓说，经过2-3周的训练，患者实现了对电脑光标、平板电脑等电子设备的控制。训练几个月后，他有了更进一步的体验。
赵郑拓介绍：“他目前能够实现基础的电子设备操控，像手机、平板、电脑等，可以完成日常浏览网页、玩游戏娱乐等电子设备操作的功能。除此之外，他还通过对终端设备的控制拓展到了真实的物理世界里，让他能够通过大脑意念直接驱动外部的物理外设，包括轮椅、机器狗等，能够帮助他完成一些日常生活场景的拓展。他可以将机器狗作为自己身体的延伸，作为自己的智能代理设备，通过意念控制它去楼下取快递；也可以通过意念控制轮椅到楼下去遛弯等等。这大大丰富了他的生活，也帮助家庭减轻一点负担。”
四肢瘫痪患者（左）通过脑智卓越中心等单位研发的脑机接口系统意念控制轮椅（央广网发 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心供图）
与团队成功进行的我国第一例侵入式脑机接口临床试验相似的是，第二例患者也只需要进行一个微创手术便可在大脑颅骨嵌入一枚纽扣大小的植入体。
赵郑拓介绍：“前端的传感器就是一根发丝1%左右尺寸的、非常微小的一根细线，（长度）大概五毫米至八毫米，非常短的一段进入到大脑里面。后端处理器会在颅骨上稍稍打薄大概三五毫米，嵌入进去就好了，整个是很微创的过程。”
脑智卓越中心微纳电子加工平台加工侵入式脑机接口柔性电极（央广网发 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心供图）
但更重要的是，在第二例临床试验中，技术团队将应用场景从二维的电子屏幕，拓展至三维的物理外设。智能轮椅和机器狗成为了新的控制对象。这不仅需要解码“向左”“向右”的简单意图，更需实现连续、稳定、低延迟的精准控制，以应对真实环境中复杂的路面状况和交互任务。为实现这一目标，团队在技术上实现了多层突破。赵郑拓介绍，首先是在信息提取的“源头”进行了革新。
赵郑拓介绍：“我们采用的是一种非常高效的神经信号压缩技术，相当于能够在丰富的信息之中提取出来最有效的信息，然后把它用作对于后续外部世界控制的指令来源。同时，我们也采用了一些不同的压缩技术，最终使得在大脑中提取出来的有效信息成分最高。”
这套混合解码模型，即便在神经信号相对嘈杂的环境中，也能高效提取有效信息，将脑控性能整体提升了15%至20%。其次，他们攻克了“跨天稳定性”这一临床落地的大敌。
赵郑拓介绍：“因为这次患者是在日常生活场景下，并不是在实验室这种很固定的实验条件下，所以可能有各种各样的原因：噪声、心态变化、周围环境的影响都会对他大脑活动产生一些干扰。我们的信息处理的技术或者解码算法的技术，其实就是能够在这些有很多变化和干扰因素的情况下，还能使得它精准地提取出最准确的信息。这里面用到两种技术，一个叫‘神经流形对齐技术’，相当于虽然在外面行走，但是永远有一套指南针在帮助指向最正确的方向；另外一个叫‘在线重校准技术’，有点像我们之前带机械手表，隔一段时间需要重新校准一下时间。但是我们现在的这种技术是通过在患者的使用过程中实时地校准、调整，使得它永远有一个正确的输出。”
基于这些技术，患者控制设备出错的概率大大降低。
赵郑拓表示：“偶尔患者在受到一些外部的干扰，注意力没有集中的时候，可能会有一些偏差。但是只要他清醒地知道自己在做这件事情的时候，都是可以达到100%的正确率。现阶段，这些物理外设有一些智能能力，遇到障碍或者危险的情况下，有自动暂停这一类的能力，避免患者可能因为出错受到伤害。基本上，通过我们的创新和算法的部署，这种情况已经非常少见或基本不会发生。”
至关重要的第三环是“速度”。人体自然神经环路的传导延迟大约在200毫秒。团队通过自定义通信协议，将脑机接口系统从信号采集到指令下发至外设的端到端延迟，压缩到了100毫秒以内，甚至低于人体自身的生理延迟。
赵郑拓表示：“正因为这样，患者就可以类似于实际地去控制这些设备，非常轻松自如。我跟患者曾经也有交流，患者告诉我，控制这个就跟控制自己肢体一样轻松。他想轮椅向左或者向右，它自然地就去了。”
四肢瘫痪患者通过脑智卓越中心等单位研发的侵入式脑机接口系统意念控制机器狗（央广网发中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心供图）
与第一例患者主要专注于电子设备控制相比，第二例案例的突破性是全方位的：从二维到三维，从虚拟到物理，从基础控制到生活融合。这位患者如此描述自己的真实感受：“就像控制游戏里的人物，不用特意去想摇杆要往哪个方向摆，自然而然想往哪个方向就过去了。信号传输比较稳，也没有太多延时。”
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心副主任（主持工作）、高级研究员师咏勇表示：“到目前为止，我们在脑机接口的一些底层技术的研究，还有相应的神经原理的研究，以及和临床结合的转化工作方面，都应该是做到了国际一流，甚至有一些方向是领先的。从脑机接口在临床转化的社会意义角度来说，让我们大脑对于运动的控制，通过脑机接口有了一个全新的界面，可以帮助很多运动控制功能有缺陷的患者获得和正常人类似、甚至有一些方面还超越正常人的能力，应该说这个前景是非常乐观的。”
据了解，团队第三例脑机接口患者的临床试验也已完成。
从用大脑控制鼠标，完成手机、电脑界面的操作，到用大脑控制轮椅、机器狗，实现自如活动、使用生活帮手，脑机接口正逐步实现科幻电影中的各类场景。未来，脑机接口还将为我们带来哪些惊喜？
脑机接口的世界，拥有无限发展空间。不久前，基于上一代高通量无线侵入式脑机接口系统，该研究团队在脑机接口大会上又发布了“升级版”。相比上一代产品，二代系统在多个维度实现跨越式升级，通道数提升至256。二代系统首例临床试验计划在近期开展。脑机接口的关键部件——传感器，能不能像电脑一样迭代更新？赵郑拓给出的答案是肯定的。
赵郑拓认为：“未来，随着通量的提升，它可以操控外部设备的复杂程度也会提升。包括现在具身智能、人工智能这些快速发展的技术，能给我们带来未来链接的外设是更加复杂丰富的，这使得脑机接口的产品有迭代的属性，所以我们现阶段对于这样的产品设计其实有相关考量。虽然代际在迭代，但是它的尺寸、手术路径、手术创伤以及手术位置是基本没有变化的。在原位可以通过一个简单的手术取出（上一代产品），植入下一代的系统，最小创伤地实现产品的更新迭代。”
赵郑拓研究员与第二例侵入式脑机接口临床患者（央广网发 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心供图）
当然，这还远不是上限。在赵郑拓看来，脑机接口必定与人工智能深入融合。他勾勒了一个清晰的技术发展路径：短期（三年内），运动、语言功能重建将实现规模化应用；中期（五年内），人工视觉、听觉等感知觉修复，以及对帕金森、抑郁症等神经精神疾病的精准调控将取得突破；长期（十年左右），高度微创化的系统有望催生医疗消费乃至普通消费场景，实现某种程度的功能增强。
赵郑拓说：“未来这些人形机器人就像我们自然身体的延伸一样，可以通过想法无感地对他们进行流畅的操作，这就是生物神经网络跟人工神经网络真正意义上的融合了。”
赵郑拓透露，他们所研究的手术创伤已控制在毫米级。他们的目标是未来将植入手术变得像“打耳钉”一样简单、微创，从而让技术能够惠及更广泛的患者群体，乃至打开非医疗增强场景的大门。
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心李雪（左）赵郑拓（中）马天宇（右）（央广网发中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心供图）
从技术路径来看，中国科学院院士、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任蒲慕明指出了两个方向，他们已经将目标瞄向了远方。
蒲慕明表示：“将来假如能够为失明的患者，把外界的光带来的影像信息直接写入大脑，就能使失明的病人重获视觉的能力，这个是未来的发展方向。总的来说，脑机接口有两个主要的方向，一个是利用脑机接口这个界面，将大脑的信息用来操纵外面的器件；另外一个是将外面的信息写入大脑、刺激大脑。这两方面都有相当大的发展，但是现在发展比较快的还是读取大脑信息。至于写入大脑信息，我们还是在不断地努力中。”（记者朱敏 窦筠韵）
来源：央广网
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