侵入式脑机接口指通过将电极阵列植入大脑皮层或硬膜外等区域,直接捕获高信噪比的神经电信号,实现神经活动与外部设备的低延迟、精细交互。此类植入方式可在毫秒级、甚至单神经元水平获取信号,无论是传统的皮层阵列,还是微创的硬膜外电极形式,都能在解码精度与长期稳定性方面具有显著优势。基于这些特性,侵入式脑机接口被视为重塑运动功能、精准感觉反馈及辅助认知的核心技术,为截瘫、渐冻症及其他神经损伤患者提升日常生活水平带来前所未有的可能。
自2024年起,中国多家研究机构和企业相继启动临床试验,涵盖从超柔性微创电极研发到在线闭环运动解码系统验证的全流程,标志着我国已跻身全球少数能够开展侵入式脑机接口临床研究的国家行列。
复旦大学附属华山医院神经外科团队创新性地将术中30 min快速神经映射、术后3周短期功能评估与居家长期随访相结合,形成系统化“三步走”策略,为临床方案标准化提供了可复制的实践模式。在复旦大学团队领衔的“脑脊接口”先导试验中,患者于术后第18d即在髂腰肌检测到自主肌电信号,首次在国内实现了从大脑指令到脊髓级运动意图的高效传递验证,并实现在滑轨辅助下自主意念控制走路的高密度皮层于术后第6d达到100%在线解码准确率,并于12d内累计收集近20h高质量数据,实现了脑电控制光标、游戏、轮椅及智能家居控制等任务,进一步证明了该系统在有效性、稳定性方面的卓越表现。
此外,国内研发的半侵入式NEO微创接口的受试者在3个月居家环境中抓握准确率超90%,上肢功能评估(ARAT)平均提高23分,感觉诱发电位幅度较术前增强约20μV,同时二便意识与控制能力获得显著改善,提示NEO系统在运动、感觉与自主功能重建领域的巨大潜力。华山医院牵头的侵入式脑机接口多中心临床研究中心数量已超过10个,形成了覆盖上海、北京、武汉、福州等多地的协同创新网络,助力科研成果快速转化。
在数据智能化方面,华山医院以脑电大模型为驱动突破传统信号处理瓶颈。脑电大模型通过对海量连续时空脑电信号(例如癫痫患者连续3周、24h不间断数据)的训练,形成可对复杂脑电深度解码的能力,实现从运动意图预测、语言解码到认知状态识别的跨模态应用。与此相辅相成的国家神经疾病医学中心侵入式脑电数据联盟(iBRAIN),计划建设全球最大侵入式脑电数据库,入库1000例高质量脑数据,为脑电大模型训练与下游脑机接口任务提供坚实的数据支撑,推动数据标准化、临床伦理及产业化进程加速落地。
华山医院侵入式脑机接口已形成“核心技术攻关-脑电大模型驱动-临床范式创新-数据协同共享”的全链路生态。在硬件层面,超柔性微创电极、高密度皮层阵列及半侵入式脑机接口的研发,为信号采集提供了高精度、长期稳定的解决方案;在临床转化中,通过华山医院“三步走”标准化路径,于运动功能、感觉反馈及自主神经调控等方面取得系列里程碑成果;数据共享方面,iBRAIN数据联盟目标构建的全球最大侵入式脑电数据库,则为智能解码与产业化落地奠定了数据基础。这一体系化创新模式,不仅以毫秒级神经信号解析、可量化的功能恢复成效推动渐冻症、高位截瘫等临床难题的解决,更标志着我国在脑机接口领域从“并跑”向“领跑”的战略跨越。
内容来源:CNS2025 每日会讯
专家简介
毛颖 教授
复旦大学附属华山医院
● 主任医师,博士生导师,长江学者,国家杰出青年基金获得者,复旦大学附属华山医院院长,国家神经疾病医学中心(华山医院)执行主任,复旦大学附属华山医院神经外科常务副主任,复旦大学神经外科研究所副所长
● 上海市脑功能重塑和神经再生重点实验室主任,中华医学会神经外科学分会候任主任委员,中国医师协会神经外科分会副会长,上海市医学会脑机融合与神经调控分会主任委员
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