
一名严重截瘫患者仅用意念就可以控制轮椅在社区内走动,指挥机器狗取外卖。这不是科幻电影,而是中国科学家最近在侵入式脑机接口临床试验中取得的突破。
我国脑机接口新进展
从 2D 屏幕扩展到 3D 物理世界
近日,中国科学院脑科学与智能技术卓越中心联合国家科研院所和医疗机构,第二期侵入式脑机接口临床试验取得突破性新成果。这项技术彻底改变了从二维屏幕光标控制到三维物理世界交互的转变。
参加本次脑机接口临床试验的患者是中年男性。 2022年,因不幸摔倒,他苏脊髓受伤,四肢瘫痪。虽然持续康复一年多,但症状并未改善,只能活动头部和颈部。 2025年6月,患者被植入了科研团队研发的脑机接口系统。最初,经过两到三周的训练,患者可以用意念控制电脑光标、平板电脑和其他电子设备。
为了进一步提高植入物与周围环境交互的能力,研究团队通过引入新的技术,如椅子、轮子的超低延迟控制和会思考的机器狗等,将脑机接口的应用场景从二维显示扩展到三维物理世界。
中国科学院脑科学与智能技术卓越中心研究员赵正涛表示,患者可以使用机器狗作为辅助设备。控制自己的身体,用头控制下楼收快递,或者控制轮椅下楼散步,可以极大丰富患者的生活。
侵入式脑机接口如何工作?
侵入式脑机接口是一种什么类型的设备?如何完成将注射器的“思想”转化为外部机械设备的各种动作?
赵正拓是一名大脑同事。我们介绍计算机接口系统由两部分组成:前端传感器和后端处理器。
前端传感器是一根大约为人类头发1/100粗细的导线,长度为5至8毫米,植入大脑中。后端处理器就像货币。没有必要穿透整个头骨。为了植入该装置,只需将一个硬币大小的槽“打薄”到头骨中即可。
专家介绍,前置传感器相当于连接大脑的网线,负责响应负责与外界连接并上传和下载各种信息,而终端处理器则负责将大脑微弱的神经活动转换为数字信号。这样,被植入的人就可以通过意念控制外部设备,为他们的生活提供帮助。
中国科学家取得了许多进展。
先进脑机接口技术
新推出的侵入式脑机接口系统的主要特点是连续、稳定、低延迟、控制精准。为了实现和迈向这些目标,中国科学家在多项重要的脑机接口技术上取得了进展。
首先,科学家开发的神经数据压缩技术与混合解码模型相结合,可以将大脑控制系统的整体性能提高15%至20%。
赵正拓表示,该患者的应用场景是日常生活,患者的心理和周围环境情绪会对大脑活动造成一定的干扰。 “我们的信息处理技术,或者说解码算法技术,能够在干扰变量和因素很多的情况下,准确地提取出最准确的信息。”
此外,科研团队还攻克了“空中稳定神经元群体对齐”、“在线重新校准”等关键核心技术,使得系统pDecoding参数在患者日常使用过程中可以实时、无声地调整,让植入者更加方便。
同时,系统从采集信号到向外设发出命令的端到端延迟也被压缩到100毫秒以内。这比人体本身的生理延迟要小。这使得患者的控制体验更加流畅,他们的思想和行动几乎同步。
目前,科研团队正在研究更多应用场景,以适应差异化注射器的紧急需求。
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制片人/王根 主编/Misha
总台央视记者/帅俊泉楚尔佳朱明
编辑/秦晋