脑机接口临床应用迎来最新突破
近日,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心传来捷报:赵郑拓、李雪团队协同复旦大学附属华山医院及相关企业,顺利完成了第二例侵入式脑机接口临床试验。在此次研究中,团队利用高通量无线侵入式脑机接口系统(WRS01),成功帮助一名高位截瘫患者通过脑电信号精准操控智能轮椅与机器人狗,实现了在实际生活环境下的自主移动及物品抓取。
脑机接口技术的核心目标,是为大脑与外部设备建立实时的沟通桥梁。全球已有科研团队展现了用意念打字、远程操作机械臂等成果,然而让脑机接口稳定、安全地融入患者日常生活,一直是领域内面临的难题。
此次试验患者于2025年6月接受由脑科学与智能技术卓越创新中心及合作企业联合研发的脑机系统植入。经过数周训练后,他已能灵活控制电脑、平板的光标。研究小组进一步拓展脑机系统至三维物理设备,患者可连续稳定操控智能轮椅和机器狗,在复杂真实场景下自主完成多项生活任务。
在关键技术方面,此次研究取得了显著突破。团队开发了高压缩比、高保真的神经数据压缩技术,首次将“尖峰频段功率”、“相邻脉冲间隔”和“尖峰脉冲计数”等多种压缩方式有机结合。混合解码模型即便在噪声环境下,亦能高效提取大脑有效信号,整体提升脑控系统性能15%~20%。针对环境噪声、光照变化及患者本身生理心理波动导致的信号不稳定难题,研究人员采用“神经流形对齐技术”,能从高维动态神经信号中抓取稳定的低维特征,大幅增强解码系统的环境适应性和持续稳定性。
脑机接口的响应速度至关重要。人体神经通路传导延迟普遍约为200毫秒,而该研究通过定制通信协议,使系统从信号采集到指令下发的总延迟压缩至100毫秒以内,远低于人体生理延迟水平,有效提升了使用体验的流畅性。同时,团队对系统校准方式进行了创新,研发出了“在线重校准技术”,能在不影响患者正常使用的情况下,实时调整解码参数,保障性能持续稳定,真正实现系统“越用越智能”。
据悉,研究团队已于今年12月发布了升级版脑机系统(WRS02),性能进一步优化,并计划近期开展首例临床试验。
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