高位截癱患者因腦機接口“再就業”：錢不多，攢起來給兒子讀大學

高位截癱患者（左）通過腦智卓越中心等單位研發的腦機接口系統意念控制輪椅

因頸髓損傷而高位截癱的中年人，僅憑意念，即可自如地操控智能輪椅在小區遛彎，指揮機器狗作為“身體延伸”取回外賣……

這便是近日中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心趙鄭拓、李雪團隊聯合復旦大學附屬華山醫院及相關企業，開展的第二、三例侵入式腦機接口臨床試驗的成果。

“裝了腦機之后，每天都會有些不一樣。”第二例臨床患者感嘆。甚至，科研團隊還為他找了份工作，他開始參與線上數據標注工作，不僅有了收入，更讓自我價值得到了一定體現。

“今年，腦機接口迎來了爆發式增長，也受到了社會的廣泛關注。可以預見，未來幾年內，腦機接口和人工智能仍將是科技競爭的重點領域。在這兩個領域里，中美的競爭是直面的。我們的發展方向和美國不太一樣，我們特別重視社會需求和應用場景，而且是一種開源的模式。”腦智卓越中心學術主任、中國科學院院士蒲慕明表示，“我們對自己接下來的要求是，患者能實現精細控制。下一次展示，或許就是患者能用機械手彈《茉莉花》了。”

高位截癱患者通過腦智卓越中心等單位研發的侵入式腦機接口系統意念控制機器狗

患者控制體驗極其流暢，意念與動作幾乎同步

第二例臨床患者張哥的故事，始于一次不幸的摔倒：2022年，患者因脊髓損傷導致高位截癱，經過一年多的康復，情況沒多大改善，僅剩頭頸部可以活動；今年6月，他植入了腦智卓越中心和合作企業聯合開發的腦機接口系統。

幾周后，變化發生了！

最初，他經過兩三周的訓練，實現了對電腦光標、平板電腦等電子設備的控制。科研團隊捕捉到了他更深層的渴望：不僅僅是控制虛擬世界，更是要重新“觸摸”和影響真實的物理世界！

為此，技術團隊將應用場景從二維的電子屏幕，拓展至三維的物理外設。智能輪椅和機器狗成為了新的控制對象。這不僅需要解碼“向左”“向右”的簡單意圖，更需實現連續、穩定、低延遲的精準控制，以應對真實環境中復雜的路面狀況和交互任務。

“我們開發了高壓縮比、高保真的神經數據壓縮技術，并創新性地融合了多種數據壓縮方式。這套混合解碼模型，即便在神經信號相對嘈雜的環境中，也能高效提取有效信息，將腦控性能整體提升了15%—20%。”腦智卓越中心研究員趙鄭拓介紹。

不難想象，家庭、社區等真實環境充滿聲、光、電磁等各類噪聲，患者自身的生理、心理狀態也會波動。為此，團隊引入了“神經流形對齊技術”，其核心是從高維、多變的神經信號中，提取出代表核心意圖的、穩定的低維特征，確保了解碼器輸入端的魯棒性。

“速度”也是至關重要的一項指標。記者了解到，人體自然神經環路的傳導延遲在200毫秒左右。團隊通過自定義通信協議，將腦機接口系統從信號采集到指令下發至外設的端到端延遲，壓縮到了100毫秒以內，甚至低于人體自身的生理延遲。這使得患者的控制體驗極其流暢自然，意念與動作幾乎同步。

“就像控制游戲里的人物，不用特意去想搖桿要往哪個方向擺，自然而然想往哪個方向就過去了。信號傳輸比較穩，也沒有太多延時。”張哥如是說。

已進入“創新綠色通道” 未來手術像“打耳釘”

新民晚報記者了解到，趙鄭拓、李雪團隊開發的侵入式腦機接口系統，已進入國家藥監局創新醫療器械審評的“創新綠色通道”。

攝影：陶磊

“最核心的元器件是我們積累了近十年的超柔性電極，電極絲厚度僅有發絲的1%，寬度與頭發絲相似。電極彎曲時產生的作用力，與兩個細胞間的互相作用力差不多。”趙鄭拓介紹。

植入過程，是將顱骨局部打薄5毫米左右，形成一個骨槽，把硬幣大小的植入體嵌入顱骨；而后通過顱骨上的小孔，將電極絲微創植入到大腦皮層下約5—8毫米的深度。

“我們期待，未來植入手術會變得像‘打耳釘’一樣簡單、微創。”他補充道。

趙鄭拓透露，第三例受試者同樣是位高位截癱病人，今年10月接受手術。不到兩個月時間，已能控制機械臂幫助自己喝水。

在長期觀察中，團隊還發現了一個有趣的神經機制：隨著患者對腦控外設的熟練，完成任務所激活的神經元群體，會從初期“大兵團作戰”逐漸演變為“精銳小隊出擊”。神經元數量減少，但單個神經元的調控效率和貢獻度提升，認知負擔大幅降低——這從神經科學層面解釋了為何患者最終能達到“隨心所動”，將外設內化為“身體一部分”的境界。

趙鄭拓用一個生動的比喻描述：“就像學外語，從需要腦中‘過渡一下’到能直接脫口而出。”

關注真實生活具體問題 想幫患者恢復生活能力

在腦機接口領域，存在著“技術展示”與“真實應用”的潛在張力。一些演示可能追求視覺震撼，但腦智卓越中心研究李雪表示，他們的原動力就是解決患者真實生活中的具體問題。

趙鄭拓研究員與第二例侵入式腦機接口臨床患者

“我們聽到很多患者需求，就是希望能在腦機接口系統的幫助下，實現自己可以幫自己換導尿管。”趙鄭拓說。

兩位年輕的科學家告訴記者，選擇研發腦機接口技術，是“看到了它有消費級的應用場景”，而之所以先“走”醫療，也是因為這是“必經之路”——既能滿足很多人的實際需求，又能推動不斷打磨各項技術。

“比方說，對于智能機器人、多個自由度的機械臂等復雜外設，是否可以通過大腦神經活動編碼的復雜信息，操控多自由度的機械臂，最終可以像自己身體的一部分那樣靈活。”李雪說。

高位截癱患者通過腦智卓越中心等單位研發的侵入式腦機接口系統參與線上數據標注工作

值得一提的是，在應用探索中，趙鄭拓及李雪敏銳地抓住了“再就業”這一更深層次的社會需求，與地方殘聯的“科技助殘”項目合作，讓第二例受試者參與線上數據標注工作。“我現在是一位實習分揀員，每天都要對著電腦腦控光標，練習商品分揀，有點難。但對我來說是寶貴的機會，錢不多，攢起來給兒子讀大學。”

在李雪看來，對于一位高位截癱者而言，能夠通過勞動獲得報酬，意味著他不再僅僅是被家庭和社會單向照料的對象，而重新成為了社會價值的創造者，“三年前在開發第一代原型機時，團隊就開始構思如何幫助患者恢復工作能力。”

趙鄭拓發給記者一份“臨床試驗患者招募”公告，顯示正在招募因高位頸髓損傷、腦干中風、漸凍癥等導致四肢癱瘓，或雙上肢截肢患者。“我們已經收集到了七八百人的申請，會經過非常嚴格和謹慎的篩選，挑選臨床試驗患者。”趙鄭拓表示。

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原標題：《高位截癱患者因腦機接口“再就業”：錢不多，攢起來給兒子讀大學》

欄目編輯：馬丹

本文作者：新民晚報 郜陽

圖片來源：除署名外，均源自采訪對象