我国成为全球第二个在侵入式脑机接口技术上进入临床试验阶段的国家

通过手术放入受试者头部的植入体（中科院脑智卓越中心供图）

其中，神经电极和无线植入式信号采集系统是需要放入受试者头部的——通过手术在大脑运动皮层上方的颅骨上“打薄”出一块硬币大小的凹槽用以镶嵌植入体设备，再在凹槽中开一个5毫米的穿刺孔，放入神经电极。本例手术由华山医院路俊锋教授团队实施。他介绍说，手术有两个难点——一个是要确保放得准，第二是要确保放得稳。

路俊锋：“术前准备我们采用了多项精准脑功能定位技术，包括功能磁共振技术、术中磁共振技术，还有一系列人脑功能图谱的重建工作，确保我们把电极放到我们所希望放的脑功能区上去，精准地记录到大脑在控制手部运动的脑功能区的神经元。我们克服的另外一个困难是，我们希望这个电极能够稳定地在大脑中实现长期的记录，所以我们采取了多项加固技术，确保电极稳定地留在大脑皮层上面。”

李雪研究员（左一）、赵郑拓研究员（左二）与路俊锋教授（（右一）进行术前规划（中科院脑智卓越中心供图）

这项试验的实施标志着，我国成为继美国之后第二个在侵入式脑机接口技术上进入临床试验阶段的国家。这一侵入式脑机接口系统在多个技术指标上走在了世界前列。

比如，作为大脑和外部世界之间的信息通道、放置在脑组织中的传感器，神经电极是侵入脑机接口最重要的组成部分。与目前世界上唯一进入临床试验阶段的、代表业界最高水平的Neuralink侵入式脑机接口系统中使用的神经电极相比，脑智卓越中心在这一技术上处于领先地位。赵郑拓介绍说：

赵郑拓：“我们团队研制及生产的神经电极是目前全球最小尺寸、柔性最强的。它截面尺寸仅为Neuralink所用电极的1/5到1/7，柔性超过Neuralink电极近百倍。如此柔软的电极能让脑组织几乎意识不到旁边有异物的存在，最大程度上降低了对脑组织的损伤。”

赵郑拓团队研制及生产的神经电极（中科院脑智卓越中心供图）

这一尺寸仅为头发丝的1%的神经电极能进行单神经元活动的采集。采集来的神经信号，经后端无线植入式信号采集系统处理后，经外部能量信号传输器传输到外部系统进行实时在线解码。其中“无线植入式信号采集系统”直径26mm、厚度不到6mm，也是全球最小尺寸的脑控植入体。脑智卓越中心李雪研究员告诉记者，最大的挑战便是要将原本有三台笔记本大小的设备，集成到一个只有硬币大小的系统中。

李雪：“我要把这么大的一个系统集成到这么小的一个框架里面去，而且还不允许它发热，就是它整个热必须得控制在2℃之内，因为超过2℃长期而言会影响正常细胞的工作。在这种情况下，其实它的工程的一些配比，无论是在机械上面，电子设计上面还是功耗上面，要求都非常高。要根据设备的具体的情况对整个系统、芯片等等都要重新设计。而且我们没什么可以参考的先例，这是一个全新的系统。”

这一侵入式脑机接口系统的设计寿命为5年，可支撑患者在相对较长的周期内持续稳定使用。赵郑拓介绍说，依托脑智卓越中心国际领先的非人灵长类研究平台，此前已在猕猴身上验证了植入体通过二次手术升级换代的可行性，为未来更新患者植入的脑机接口设备进行了前期验证。

依托脑智卓越中心国际领先的非人灵长类研究平台，在开展人体试验之前，该系统的安全性和功能性已经在猕猴身上得到验证（视频截图）

赵郑拓：“我们其实在非人灵长类上也做了一些前期的验证，就是系统植入进行脑控，过两三个月时间，我们在原来的位置将电极以及系统完整地取出，在原位再给它更新一个新的系统，同样可以实现很好的控制，也为未来做了一些铺垫和验证。未来在患者身上，可能通过一个小手术可以更新换代的话，就永远可以使用到最新技术给他们带去更大的益处。”

接下来，项目团队会尝试让受试者使用机械臂，让他可以在生活中完成抓握、拿杯子等操作。后续还将涉及对复杂物理外设进行控制，例如对机器狗、具身智能机器人等智能代理设备的控制，从而进一步拓展受试者生活边界。

记者丨朱宛玲

签审丨李琳 魏郁

监制丨蔡耀远