腦機(jī)接口：?從頂層設(shè)計到成果轉(zhuǎn)化

作為國際科技創(chuàng)新發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域，腦機(jī)接口技術(shù)在神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療、患者康復(fù)和生活質(zhì)量改善等方面展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力，對推動人類健康事業(yè)發(fā)展具有重要意義。

近年來，人工智能、神經(jīng)科學(xué)、計算電子等技術(shù)的突破性進(jìn)展，正推動腦機(jī)接口這一革命性的人機(jī)交互技術(shù)邁向新的高度，使其成為引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵驅(qū)動力。 作為國際科技創(chuàng)新發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域，腦機(jī)接口技術(shù)在神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療、患者康復(fù)和生活質(zhì)量改善等方面展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力，對推動人類健康事業(yè)發(fā)展具有重要意義。

加強(qiáng)頂層設(shè)計

面向世界科技前沿與國家戰(zhàn)略需求，北京市在腦機(jī)接口等領(lǐng)域前瞻布局重大專項研究。據(jù)北京市發(fā)展和改革委員會相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，北京支持重點(diǎn)企業(yè)、研發(fā)機(jī)構(gòu)、高校院所開展產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新攻關(guān)，在腦機(jī)接口等領(lǐng)域承擔(dān)并實(shí)施一批國家科研任務(wù)，突破多項關(guān)鍵核心技術(shù)。

“北京腦科學(xué)與類腦研究所的成立旨在服務(wù)國家需求，突破關(guān)鍵核心技術(shù)。”北京腦科學(xué)與類腦研究所所長羅敏敏表示，該所的成立是北京市對接“國家科技創(chuàng)新2030重大項目—腦科學(xué)與類腦研究”和建設(shè)國家實(shí)驗(yàn)室的重要舉措。

據(jù)悉，該所成立于2018年3月，北京市政府與中國科學(xué)院、北京大學(xué)、清華大學(xué)、北京師范大學(xué)、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中國中醫(yī)科學(xué)院等7家單位簽署共建協(xié)議，采用“1+3”模式，聯(lián)合首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院、首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院、首都醫(yī)科大學(xué)三博腦科醫(yī)院等三家臨床機(jī)構(gòu)共同建設(shè)“腦科學(xué)與腦機(jī)接口”北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

“腦機(jī)接口是典型的跨學(xué)科復(fù)雜集成系統(tǒng)。”北京芯智達(dá)神經(jīng)技術(shù)有限公司業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)李園表示，北京市在臨床資源、人才儲備、監(jiān)管體系等方面具有顯著優(yōu)勢?！拔覀円劳斜本┴S富的臨床資源，已與三家高水平醫(yī)院建立合作關(guān)系，這些醫(yī)院具備開展相關(guān)手術(shù)的資質(zhì)和能力。北京市完整的產(chǎn)業(yè)鏈條為腦機(jī)接口技術(shù)研發(fā)提供了有力支撐?！?

北京市充分發(fā)揮跨學(xué)科科研與臨床資源優(yōu)勢，啟動“智能腦機(jī)系統(tǒng)增強(qiáng)計劃”，由北京腦科學(xué)與類腦研究所牽頭，于2023年3月成立北京芯智達(dá)神經(jīng)技術(shù)有限公司，聚焦高通量全植入腦機(jī)接口這一國際前沿領(lǐng)域，以工程化方式快速推進(jìn)研發(fā)。

“腦所主要開展基礎(chǔ)科學(xué)研究，芯智達(dá)則致力于將成熟技術(shù)轉(zhuǎn)化為市場產(chǎn)品，重點(diǎn)解決工程化問題?！崩顖@告訴記者。2025年1月，北京市發(fā)布《加快北京市腦機(jī)接口創(chuàng)新發(fā)展行動方案（2025-2030年）》，依托市醫(yī)藥健康統(tǒng)籌聯(lián)席會，全面支持腦機(jī)接口等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

加速成果轉(zhuǎn)化

“我們致力于打造集腦科學(xué)基礎(chǔ)研究、創(chuàng)新合作、成果轉(zhuǎn)化于一體的科研創(chuàng)新基地?！绷_敏敏表示。

從技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)品落地再到臨床應(yīng)用，腦機(jī)接口技術(shù)的突破是科學(xué)家、企業(yè)和醫(yī)療機(jī)構(gòu)協(xié)同創(chuàng)新的成果?？蒲袌F(tuán)隊負(fù)責(zé)柔性電極研發(fā)、解碼算法開發(fā)等基礎(chǔ)研究，企業(yè)開展產(chǎn)品測試和技術(shù)迭代，醫(yī)療機(jī)構(gòu)篩選適配患者并負(fù)責(zé)臨床方案的設(shè)計實(shí)施，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的安全植入和臨床應(yīng)用。

目前，芯智達(dá)成功推出“北腦一號”和“北腦二號”兩套智能腦機(jī)系統(tǒng)，均達(dá)到世界領(lǐng)先水平。 “北腦一號”是全球首套實(shí)現(xiàn)百通道以上、高通量、無線全植入、準(zhǔn)實(shí)用化的半侵入式腦機(jī)系統(tǒng)。針對重大腦疾病和腦損傷導(dǎo)致的運(yùn)動、言語功能障礙，搭建肢體癱瘓主動式康復(fù)訓(xùn)練和言語障礙患者輔助溝通交流等多種腦機(jī)接口臨床應(yīng)用場景。經(jīng)過一年多的研發(fā)攻關(guān)，目前已進(jìn)入臨床驗(yàn)證階段。

2025年年初以來，“北腦一號”聯(lián)合北京大學(xué)第一醫(yī)院、首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院以及首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院開展臨床驗(yàn)證，已完成5例患者植入手術(shù)，為脊髓損傷、腦卒中、漸凍癥患者開展運(yùn)動、言語功能的替代和康復(fù)治療。臨床數(shù)據(jù)顯示，言語障礙患者術(shù)后實(shí)現(xiàn)近百個中文詞匯解碼輸出，脊髓損傷高位截癱患者成功實(shí)現(xiàn)隔空操控機(jī)械臂和電腦光標(biāo)控制，并初步顯現(xiàn)康復(fù)效果。

李園介紹，除了電極性能外，該系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了三項核心技術(shù)突破：一是研制出高集成度微型主機(jī)，實(shí)現(xiàn)大通量、低功耗信號處理；二是新一代無線短距通信技術(shù)，完成低功耗、高帶寬數(shù)據(jù)傳輸；三是研發(fā)出高實(shí)時性、高準(zhǔn)確性、多場景編解碼算法。

“北腦二號”是侵入式腦機(jī)系統(tǒng)，基于高通量柔性微絲電極采集腦內(nèi)大規(guī)模神經(jīng)元放電信號，聚焦動態(tài)精準(zhǔn)運(yùn)動控制、認(rèn)知恢復(fù)與增強(qiáng)等功能。目前，“北腦二號”1024通道有線版已在動物實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)意念抓取運(yùn)動目標(biāo)的突破性成果，臨床應(yīng)用的微型無線全植入產(chǎn)品正在加速研發(fā)中。

“下一步，我們將完成‘北腦一號’智能腦機(jī)系統(tǒng)的正式注冊臨床試驗(yàn)，持續(xù)優(yōu)化技術(shù)并拓展應(yīng)用場景。預(yù)計2028年可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品上市，為更多患者帶來福音?！崩顖@表示。