·“我們現(xiàn)在看到的和思考的，比大家想象的還要激進(jìn)?！?/span>

當(dāng)癱瘓患者僅憑“意念”就能控制機(jī)械臂完成日常動(dòng)作；當(dāng)帕金森病人體內(nèi)的智能裝置能夠自動(dòng)識(shí)別癥狀并精準(zhǔn)調(diào)控刺激參數(shù)；當(dāng)失語癥患者無需發(fā)聲，大腦信號(hào)就能被轉(zhuǎn)化為流暢的語音——這些曾經(jīng)只存在于科幻作品中的場(chǎng)景，正通過腦機(jī)接口技術(shù)逐步成為現(xiàn)實(shí)。

12月3日，在2025復(fù)旦科創(chuàng)大會(huì)腦機(jī)接口分論壇上，來自臨床醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和產(chǎn)業(yè)界的專家學(xué)者齊聚一堂，介紹了這項(xiàng)前沿技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的最新應(yīng)用進(jìn)展，并探討了如何將實(shí)驗(yàn)室成果轉(zhuǎn)化為真正造?；颊叩尼t(yī)療產(chǎn)品。

神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的智能化升級(jí)

“我們面臨的核心問題是如何讓治療更加精準(zhǔn)和個(gè)性化?！笔锥坚t(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院功能神經(jīng)外科主任張建國說。他所從事的深部腦刺激（DBS）技術(shù)，被稱為“腦起搏器”，通過在大腦特定區(qū)域植入電極，利用電刺激來改善運(yùn)動(dòng)障礙、癲癇等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的癥狀。

傳統(tǒng)的腦起搏器采用“開環(huán)”模式——一旦開啟，就24小時(shí)不間斷地以固定參數(shù)刺激大腦。“這顯然不符合人體的生理規(guī)律?！睆埥▏f，“患者在不同狀態(tài)下對(duì)刺激的需求是不同的?！?/p>

新一代“閉環(huán)”神經(jīng)調(diào)控系統(tǒng)則實(shí)現(xiàn)了智能化。它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)大腦電信號(hào)，識(shí)別患者的癥狀狀態(tài)，并自動(dòng)調(diào)整刺激參數(shù)。以帕金森病為例，患者大腦中的β波段震蕩（13-30赫茲的腦電活動(dòng)）與運(yùn)動(dòng)遲緩、肌肉僵直等癥狀密切相關(guān)。閉環(huán)系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)β震蕩的強(qiáng)度，只在檢測(cè)到異常信號(hào)時(shí)才給予刺激。張建國表示，在刺激時(shí)間減少56%的情況下，療效卻優(yōu)于傳統(tǒng)方法。

“這就像從定時(shí)澆水變成了根據(jù)土壤濕度智能澆水。”張建國形象地比喻。今年，一家美國公司的閉環(huán)腦起搏器在中國獲批上市，標(biāo)志著這項(xiàng)技術(shù)正式進(jìn)入臨床應(yīng)用階段。中國自主研發(fā)的閉環(huán)產(chǎn)品也已完成研發(fā)，即將開展臨床驗(yàn)證。

復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院副院長、研究員，神經(jīng)調(diào)控與腦機(jī)接口研究中心主任王守巖告訴澎湃科技，神經(jīng)調(diào)控與腦機(jī)接口的區(qū)別在于前者讀取大腦電生理信號(hào)以調(diào)節(jié)神經(jīng)活動(dòng)，后者則主要是讀取大腦的運(yùn)動(dòng)等意圖，即“控腦”與“腦控”的區(qū)別。然而，這兩項(xiàng)技術(shù)正在不斷融合。

張建國團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)，帕金森病患者的步態(tài)、睡眠與認(rèn)知障礙等不同癥狀對(duì)應(yīng)著不同的腦電特征，“未來的閉環(huán)系統(tǒng)可能同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)頻段，針對(duì)患者的多種癥狀進(jìn)行個(gè)性化調(diào)控，”他說，神經(jīng)調(diào)控技術(shù)還有可能在難治性抑郁等疾病中“大顯身手”。

讓“意念說話”成為現(xiàn)實(shí)

“作為一名神經(jīng)外科醫(yī)生，我們?cè)谀X腫瘤手術(shù)中盡管極其小心，仍有10%的患者因手術(shù)導(dǎo)致失語等后遺癥。”上海市腦機(jī)接口臨床實(shí)驗(yàn)與轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任吳勁松說，“如何幫助他們重新獲得交流能力，是巨大的臨床痛點(diǎn)?！?/p>

這個(gè)痛點(diǎn)催生了語言神經(jīng)假體的研發(fā)。其核心原理是：當(dāng)我們說話時(shí)，大腦運(yùn)動(dòng)皮層會(huì)向控制口唇、舌頭、咽喉等發(fā)音器官的肌肉發(fā)出指令。即使患者因腦損傷或疾病無法發(fā)聲，這些運(yùn)動(dòng)指令仍然存在?？茖W(xué)家可以通過植入電極采集這些腦電信號(hào)，利用人工智能算法解碼其中包含的語音信息，再通過語音合成技術(shù)“說”出來。

現(xiàn)有研究主要針對(duì)英語，而漢語作為聲調(diào)語言，其神經(jīng)編碼機(jī)制與英語存在顯著差異。吳勁松團(tuán)隊(duì)開始攻克漢語語音解碼難題。他們首先證實(shí)了漢語構(gòu)音中樞與英語的高度相似性，都位于大腦中央前回腹側(cè)部。隨后，團(tuán)隊(duì)解析了漢語聲調(diào)在大腦中的編碼特征，成功實(shí)現(xiàn)了漢語四聲調(diào)單字的解碼。

今年，團(tuán)隊(duì)取得了更大突破：實(shí)現(xiàn)了漢語418個(gè)音節(jié)中294個(gè)常用音節(jié)的實(shí)時(shí)在線解碼，并且能夠解碼帶有聲調(diào)的完整句子。“這意味著失語癥患者未來可以用‘意念’進(jìn)行完整的漢語交流?！眳莿潘烧f。

目前，團(tuán)隊(duì)正在與一家企業(yè)合作研發(fā)全植入式漢語語言神經(jīng)假體。這套系統(tǒng)包括貼附在大腦皮層采集腦電信號(hào)的柔性電極陣列，一個(gè)植入皮下的信號(hào)處理和無線傳輸裝置，以及外部的語音解碼器和合成器。植入這套系統(tǒng)的患者，即使完全失語，也能通過腦電信號(hào)與外界交流。

讓癱瘓患者重新站起來

“我希望在未來3-5年，組織一場(chǎng)癱瘓患者的百米賽跑。”復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院副研究員、神復(fù)健行創(chuàng)始人加福民在論壇圓桌討論中說出了這個(gè)愿景，“雖然他們跑的速度不一定很快，但我希望他們能通過自己的大腦控制自己的肢體?！?/p>

加福民從事的是腦脊接口研究——這是腦機(jī)接口的一個(gè)前沿分支。對(duì)于脊髓損傷導(dǎo)致的癱瘓患者，雖然大腦的運(yùn)動(dòng)意圖完好，但由于脊髓“中繼站”受損，大腦的指令無法傳遞到肌肉。腦脊接口的思路是在大腦運(yùn)動(dòng)皮層植入電極采集運(yùn)動(dòng)意圖信號(hào)，通過解碼算法識(shí)別患者想要做什么動(dòng)作，然后直接對(duì)脊髓進(jìn)行電刺激，繞過損傷部位，重新激活下肢肌肉。

“我們面臨的是一個(gè)無人區(qū)，全球范圍內(nèi)都沒有可對(duì)標(biāo)的成熟產(chǎn)品?！奔痈Ｃ裉寡?。過去五年，他的團(tuán)隊(duì)在猴子和豬身上進(jìn)行了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，不斷優(yōu)化電極設(shè)計(jì)、信號(hào)解碼算法和刺激模式。

團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中看到了令人振奮的結(jié)果?！拔覀儸F(xiàn)在看到的和思考的，比大家想象的還要激進(jìn)。”加福民說，“我甚至在思考，有沒有可能通過腦脊接口結(jié)合類器官和干細(xì)胞技術(shù)，不僅幫助患者用外部設(shè)備恢復(fù)運(yùn)動(dòng)，而且促進(jìn)神經(jīng)重塑，讓患者最終靠自己恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力?！?/p>

“中國每年有30萬因車禍、高墜等原因?qū)е碌募顾钃p傷患者。”吳勁松指出，“讓不能走路的人站起來，從醫(yī)學(xué)角度講這是奇跡，從家庭角度講這是福音，從患者角度講這是期待。這就是我們?yōu)槭裁匆鲞@項(xiàng)工作?！?/p>

除了語言和運(yùn)動(dòng)功能重建，腦機(jī)接口技術(shù)還在向更多感官領(lǐng)域拓展。在運(yùn)動(dòng)控制方面，今年3月，上海團(tuán)隊(duì)完成了中國首例、世界第二例高密度柔性電極植入式腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)。一位因電擊傷失去四肢的患者在接受手術(shù)后，僅用一個(gè)月的康復(fù)訓(xùn)練，就能通過"意念"控制二維光標(biāo)。六個(gè)月后，他已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)三維運(yùn)動(dòng)控制，操作機(jī)械臂、智能輪椅甚至機(jī)器狗。

在視覺恢復(fù)方面，復(fù)旦大學(xué)張嘉漪教授團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)人工視網(wǎng)膜。對(duì)于因視網(wǎng)膜病變導(dǎo)致失明的患者，如果視神經(jīng)和視覺皮層仍然完好，就可以通過植入芯片，將光信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為電信號(hào)刺激視神經(jīng)，幫助患者恢復(fù)對(duì)光線和色彩的感知。

腦機(jī)接口創(chuàng)新者面臨的核心難題

盡管技術(shù)進(jìn)展令人振奮，但將實(shí)驗(yàn)室成果轉(zhuǎn)化為真正的醫(yī)療產(chǎn)品，仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。

“醫(yī)療器械從研發(fā)到上市通常需要10年時(shí)間?！眳莿潘芍赋?。這個(gè)過程包括概念驗(yàn)證、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、初上人體試驗(yàn)、注冊(cè)臨床試驗(yàn)等多個(gè)階段，每個(gè)階段都需要大量資金投入和專業(yè)團(tuán)隊(duì)支持。

“我們站在無人區(qū)，沒有可對(duì)標(biāo)的產(chǎn)品，我們吃的虧可能就是別人的前車之鑒?！奔痈Ｃ裾f，這是前沿科技創(chuàng)業(yè)者共同的焦慮。如何高效利用資源、組建跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)、跨越從科研成果到成熟產(chǎn)品的“死亡之谷”，是所有腦機(jī)接口創(chuàng)新者面臨的核心難題。

在上海，一個(gè)由政府、資本、高校、醫(yī)院、孵化平臺(tái)與科創(chuàng)企業(yè)共同構(gòu)成的腦機(jī)接口創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)正在形成。臨港集團(tuán)副總經(jīng)濟(jì)師翁巍將孵化平臺(tái)的角色比作“服務(wù)員、救護(hù)員和指導(dǎo)員”，旨在幫助科學(xué)家團(tuán)隊(duì)“少走彎路，加快產(chǎn)品研發(fā)”。以上海國投先導(dǎo)基金為代表的“耐心資本”，則為需要長期孵化的顛覆性技術(shù)提供穩(wěn)定支持。

在科創(chuàng)大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，復(fù)旦科創(chuàng)投資基金正式設(shè)立，總規(guī)模10億元，以直投的方式支持校內(nèi)前沿科技成果轉(zhuǎn)化。會(huì)上宣布上海祖泉?jiǎng)?chuàng)新轉(zhuǎn)化研究院成立，將聚焦四大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)以及量子計(jì)算、腦機(jī)接口、可控核聚變和類腦智能等未來產(chǎn)業(yè)。

與會(huì)者們表示，只有當(dāng)臨床需求、源頭創(chuàng)新、耐心資本、產(chǎn)業(yè)配套與政府支持這幾個(gè)齒輪緊密嚙合時(shí)，腦機(jī)接口這臺(tái)重塑未來醫(yī)療的強(qiáng)大引擎才能真正被驅(qū)動(dòng)起來，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的神經(jīng)調(diào)控，自由的意念交流，乃至生命的潛能重建。