探索 大脑“地图”

本刊记者 宋杰


高位截瘫多年的张先生是无人售货系统的一名实习分拣员,如今每天坐在电脑前,通过脑控光标熟练地进行商品分拣。此前,他从未想过自己还能重返“工作岗位”。

2025年3月,中国首例侵入式脑机接口临床试验完成。随后,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心的赵郑拓团队联合复旦大学附属华山医院及相关企业,在2025年6月与10月相继开展了第二、第三例试验。张先生正是第二例受试者,也成为全球首位借助侵入式脑机接口实现“再就业”的瘫痪患者。

这个故事背后,是一场关于大脑与机器如何对话的漫长探索。主导这项研究的青年科学家赵郑拓与他的团队,正尝试绘制一张通往未来的大脑“地图”。

脑智卓越中心侵入式脑机接口系统展示 本刊记者 宋杰I摄

本刊记者 宋杰I摄

实干突破:从“下棋”到“遛弯”的跨越

过去一年,赵郑拓团队一直往返于实验室和病房之间。

2025年3月,首例临床试验让一位四肢截肢的受试者仅用2至3周训练,就能完成下象棋、玩赛车游戏,达到了与普通人控制电脑触摸板相近的水平。团队自主研发的柔性电极是全球最小尺寸之一,仅需5毫米颅骨穿刺孔即可植入,极大降低了手术创伤。

2025年6月植入系统的第二位受试者张先生,不仅能用脑电信号控制电脑光标,还可操控智能轮椅在小区遛弯,指挥机器狗取回外卖。团队通过自定义通信协议,将系统端到端延迟压缩至100毫秒以内,低于人体自然神经环路的传导延迟,使控制体验“跟控制自己肢体一样轻松”。在此基础上,团队研发的混合解码模型将脑控性能整体提升了15%—20%。

这些进展,让“意念控制”走出了演示厅,真正融入患者的日常生活。

2026年新年伊始,赵郑拓接受本刊记者采访时说:“对于因脊髓损伤、脑卒中或渐冻症而丧失运动能力的患者来说,大脑发出运动指令的‘地图’区域可能依然完好,只是通往肢体的‘道路’中断了。”

脑机接口的核心目标之一,正是绕过这条受损的路径,直接从大脑运动皮层读取运动意图,再将其“翻译”成外部设备的控制指令。这意味着,瘫痪者有可能仅凭“想象”来驱动机械臂取水、操控电动轮椅移动,甚至通过光标打字与他人交流。

他认为,绘制这张“地图”的意义不仅在于功能重建,更指向深远的潜能拓展。“大脑是人类认知与感知的中枢,但我们与外界交互的‘带宽’有限,受制于五官与四肢的生理极限。”赵郑拓说。

脑机接口探索的是一条潜在的“超高速公路”,未来或可让人们更直接地操控数字环境、与人工智能高效协同,甚至为增强感知打开新窗,例如为视障人士提供某种形式的“视觉”输入。

向更复杂控制与普惠应用迈进

将前沿构想转化为可用产品,是一场艰巨的“接力”。

赵郑拓深有体会:“中国在脑机接口上有巨大优势:上游产业链反应迅速,下游应用生态丰富,临床需求明确且庞大。”这为技术落地按下了“加速键”。

优势首先来自上游的快速突破与紧密协同。脑机接口专用芯片正加速成熟,可植入电池与封装技术持续迭代,结合算法模型的快速优化,推动系统向更小、更省电、更稳定的方向发展。“从样机到可规模化产品,迭代更快、成本更可控,整体速度明显提升。”赵郑拓说。

连接外部世界的生态同样关键。中国拥有全球最完整的机器人、智能硬件产业链。团队为此正在开发“通用控制平台”,即一个“小控制盒”,能适配轮椅、机械臂等多种设备。

“我们验证用的轮椅和机械臂,都刻意选用患者可能负担得起的普及型号,来验证真实生活里能否长期使用。”

中国庞大的患者群体和经验丰富的医疗团队,提供了宝贵的验证场景。赵郑拓团队与多家国内头部医院合作,围绕不同适应症同步推进临床研究,使技术能快速获得真实反馈,迭代周期大幅缩短。

团队已成功将脑控从屏幕内的二维移动,推向真实三维世界——受试者能操控轮椅在室外行走,指挥机器狗取物。

“这是一次关键的跨越。”赵郑拓指出,“对系统的稳定性、安全性都提出了更高要求。” 突破的背后,离不开产业伙伴在接口适配与控制逻辑上的紧密协同。

面对已经取得的进展,赵郑拓团队将目光投向下一步的实干目标。

“基于前期试验积累的数据与经验,我们已在2025年12月推出了系统升级版本,其首例临床试验计划于近期开展。”他介绍,目前团队已让受试者使用机械臂完成抓握、拿杯子,操控机器狗等精细的操作,下一步将探索对具身智能机器人等智能代理设备的控制,从而拓展受试者的生活边界。

展望未来,他认为,脑机接口的下一阶段目标在于实现“工程化的极致”:追求更长期的安全稳定、更高自由度的复杂控制,并推动形态进一步微型化与手术简化,最终期望达到如同“打耳钉”般的便捷体验。

“我们希望加速推动新产品的临床转化与应用验证,并以开放的心态与各类智能设备、应用平台合作,共同推动脑机接口技术真正走向临床落地应用。”赵郑拓说。

“长期看,它将重塑人机交互,并与人工智能形成正反馈,最终服务于‘理解脑、保护脑、扩展脑’的目标。”赵郑拓总结道。

这幅宏图,正依托中国独特的产业与临床“接力”,在实干中加速绘就。



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