近日,中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心趙鄭拓、李雪研究團隊,聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院及相關(guān)企業(yè),成功完成第二例侵入式腦機接口臨床試驗。研究團隊采用高通量無線侵入式腦機接口系統(tǒng)(WRS01),使一位高位截癱患者能夠通過腦電信號穩(wěn)定操控智能輪椅與機器狗,在真實生活場景中實現(xiàn)自主移動與物品取用。
該患者于2022年因脊髓損傷導(dǎo)致高位截癱,2025年6月植入由腦智卓越中心與合作企業(yè)共同研發(fā)的腦機接口系統(tǒng)。經(jīng)數(shù)周訓(xùn)練,患者已可穩(wěn)定控制電腦光標(biāo)與平板電腦。團隊進一步將系統(tǒng)拓展至三維物理設(shè)備控制,實現(xiàn)對智能輪椅與機器狗的連續(xù)、穩(wěn)定、低延遲操控,幫助患者在復(fù)雜日常場景中完成多項功能活動。
本研究在關(guān)鍵技術(shù)層面實現(xiàn)系列突破。在神經(jīng)信息提取環(huán)節(jié),團隊開發(fā)出高壓縮比、高保真的神經(jīng)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),并創(chuàng)新性地融合了“尖峰頻段功率”“相鄰脈沖間隔”與“尖峰脈沖計數(shù)”幾種數(shù)據(jù)壓縮方式。該混合解碼模型在噪聲環(huán)境下仍能高效提取有效信號,將腦控性能整體提升15%–20%。
面對真實環(huán)境中聲、光、電磁干擾及患者生理、心理狀態(tài)波動導(dǎo)致的信號不穩(wěn)定問題,團隊引入“神經(jīng)流形對齊技術(shù)”,從高維動態(tài)神經(jīng)信號中提取穩(wěn)定低維特征,增強了解碼器的環(huán)境適應(yīng)性與跨天穩(wěn)定性。
此外,團隊革新系統(tǒng)校準(zhǔn)方式,研發(fā)“在線重校準(zhǔn)技術(shù)”。該系統(tǒng)可在患者日常使用中實時微調(diào)解碼參數(shù),無需中斷操作進行專項校準(zhǔn),使系統(tǒng)性能持續(xù)保持高位,實現(xiàn)“越用越順暢”的用戶體驗。