点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:直击脑机接口技术“痛点”,前沿探索正多路并进
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

直击脑机接口技术“痛点”,前沿探索正多路并进

来源:科技日报2026-04-29 10:38

  一张4厘米见方、6微米厚的薄膜贴附于大脑功能区表面的硬脑膜外,就能采集到大脑信号。4月26日,科技日报记者在北京脑科学与类脑研究所(以下简称“北脑所”)看到,由于采用了微纳技术,正在开展临床试验的柔性薄膜电极款脑机接口产品比传统硅胶电极款更轻薄无感。

  而在首都医科大学三博脑科医院,有了脑机接口技术的信号解码加持,之前需要持续干预的神经调控,增加了实时监测甚至预判功能,能够做到无恙时相安无事、异动时马上干预。

  更低损伤、更低能耗、更高精度、更广阔应用范围……随着全球首款侵入式脑机接口医疗器械在我国获批上市,脑机接口技术迈向产业化的动力更加强劲。技术创新不断突破,脑机接口的诸多技术痛点、应用瓶颈正被逐一破解,推动产业不断成熟、成长为新的经济增长点。

  创新技术工艺,无感更兼容

  “国外一项临床试验的参与者在植入脑机接口产品6个月后,又将其取出弃用,据说因产品体积过大,造成头皮严重不适。”北脑所仪器仪表中心主任张垒告诉科技日报记者,临床应用对产品的要求与实验室验证不同,在产品设计时,要考量使用者的感受,产品越轻越小越无感越好。

  脑机接口的经典信号路径是通过电极将脑电信号传至固定在颅骨的信号收集器,经无线传输进入手机大小的体外机,再汇总到算力平台解码,最后将获得的指令发给设备终端,实现肢体等方面的控制。

  信号主机要固定在颅骨,前述国外产品厚12毫米,超出了颅骨凹槽的高度,患者因强烈的不适感被迫中断试验。

  “我们研发的‘北脑一号’主机只有6毫米厚,体积是国外同类型产品的四分之一,方便置入颅骨。”张垒说,设备的小型化、轻薄化需要强大底层研发支撑。

  无线通信和无线供电是主机能够产品化的关键。“我们将最新的无线技术应用于‘北脑一号’的通信,确保信号稳定。”张垒说,同时,团队开展自主攻关,解决一直以来无线供电易“掉线”、距离限制严的难题。

  “我们对供电模块做了一些自适应处理,能自动快速捕捉供电工况的变化,进行供电控制,确保主机在各种条件下都能正常工作。”张垒说,“当前无线供电有效距离平均为8毫米,而我们的设备可在十几毫米距离内无线供电,并且兼容所有人的头皮厚度,不会因为个别患者头皮过厚而无法工作。”

  提高安全性,与大脑顺畅交互

  “给大脑植入电极,无论是初期的几十个通道还是后来发展到上千个通道,几个月后可能一半的电极都不工作了。”首都医科大学三博脑科医院副院长栾国明介绍,侵入式电极植入脑组织后,会引发人体排斥反应,电极工作时放热也会给大脑组织带来影响,这些都是临床上非常关注的安全性问题。

  减少植入电极对大脑的副作用是产业发展亟待突破的瓶颈之一。“目前业内提供了多种解决方案。”栾国明说,比如针对发热问题,可通过毫米波无线供能、光遗传学操控等手段减少脑内能量的产生。前者以毫米波模式直接与植入设备进行能量和信息交换,将产热过程移出脑外;后者将光遗传学生物器件植入脑内,解读脑信号时只产生较低热量。

  在福建三博福能脑科医院,研究人员开展了全球第一例介入式脑机接口临床试验,通过微创手术将支架电极运送至患者大脑运动皮层周围的血管内进行脑电信号采集,并将无线传输与供电设备植入患者皮下,从而实现脑电信号采集与信号的无线通信传输,确保了手术的安全性和有效性。

  栾国明解释,通过血管支架的方式固定信号采集“端”,在其他疾病的治疗过程中已有广泛应用,这种技术路径可有效降低脑部植入物带来的安全性问题。

  汇聚合力,加速产业化落地

  “我们是‘跨尺度脑机接口数据研究与转化’北京市重点实验室的联合共建单位。”栾国明说,推动脑机接口技术转化为新兴医疗器械,临床机构必须主动作为,承担从实验室到临床落地的科研任务,以临床实践经验赋能产品的打磨、迭代、成熟。

  依托自身丰富的临床资源与神经疾病诊疗专长,三博脑科医院建立了脑机接口转化临床试验相关平台,通过提供临床试验供给、专业服务、资金支持等方式,促进科研、临床与产业深度融合。

  北脑所和北脑所孵化企业北京芯智达神经技术有限公司则同时开展了“北脑一号”和“北脑二号”两个不同技术路线的布局及产品的转化探索。

  “北脑一号”已在研究者发起的临床研究中完成7例患者植入手术,器械在人体内累计工作时长超4.5万小时,初步验证产品的安全有效性。

  “‘北脑一号’目前已进入临床验证阶段,全国有十几家中心参与,已开启患者招募。”北京芯智达神经技术有限公司轮值CEO李园告诉记者,截至目前,已有4名脊髓损伤导致的运动功能障碍患者完成了植入,术后情况均良好,预计今年将完成40例左右患者的临床试验,尽快提交上市申请。

  “‘北脑二号’正在进行大动物测试,计划今年开启临床研究。”李园说,“北脑二号”是通过柔性微丝电极植入读取脑电信号,可对单神经元进行更精准的“一对一”信号读取,能同时读取、处理和传输512通道。

  临床试验是走向临床、实现产业化的必经之路。“近两年,越来越多力量汇入脑机接口产业化研发中,现在了解脑机接口的医生越来越多,参与意愿也非常积极。”李园表示,这有助于汇集力量推动这一未来产业扎实落地。(记者 张佳星)

[ 责编:焦子原 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 探访平陆运河青年枢纽鱼道

  • 第28届上海国际电影节举办首日活动

独家策划

推荐阅读
据英国《自然》网站9日报道,美国生命生物科学公司当天宣布,首次通过细胞“部分重编程”疗法,尝试让一名青光眼患者眼部受损的衰老细胞“返老还童”。
2026-06-12 09:32
一项发表于《科学》杂志的最新研究,绘制了首张全球菌根真菌“地下网络”分布图。这是继去年《自然》杂志发表菌根真菌多样性全球分析之后,科学家首次实现对其物理密度的全球可视化。
2026-06-12 09:29
斯坦福大学数学家贾里德·杜克尔·利希特曼在社交平台X上将这种现象类比为国际象棋中的“非常规开局”,认为AI有时能跳出人类长期形成的“审美与惯例”。
2026-06-12 09:28
在前不久举行的第三十四届哈尔滨国际经济贸易洽谈会上,哈尔滨工程大学智能海洋航行器技术全国重点实验室的展台前,围满了参观者。
2026-06-12 09:27
如今,智谱的大模型已经成为全球众多顶级云服务商和知名编程平台的“默认选项”之一,深受海外开发者的欢迎。如果说智谱代表了AI通用大模型在信息空间的实力,那么北京科学智能研究院则展示了AI征服物理和微观世界的强大力量。
2026-06-12 09:26
“在洞窟里,把冷光灯打开,面对着千年壁画的那一刻,所有的烦恼都会瞬间远离,觉得能近距离接触如此杰出的艺术品,是很震撼、很幸运又很幸福的事。遵循这一“笨规矩”,于宗仁组织完成了莫高窟与甘肃省内外多处壁画彩塑保护方案与实施工作,例如莫高窟千像塔彩塑保护修复、莫高窟第196窟壁画彩塑保护修复,以及麦积山石窟部分洞窟的塑像壁画保护修缮等。
2026-06-11 10:23
国际科技出版机构施普林格·自然10日发布的自然指数2026科研领导者榜单显示,中国继续保持全球第一,2024年至2025年科研产出增长22.4%,是全球十强中唯一实现两位数增长的国家。机构表现方面,自然指数显示,中国科学院整体排名位列榜首,在除健康科学和社会科学以外的5个学科领域位居第一。
2026-06-11 10:23
量子传感是一种利用量子效应进行高精度测量的新技术。量子传感可通过增加粒子数量来提高传感性能,然而这面临一个重要挑战——量子热化。“这不仅深化了人们对量子热化这一基础科学问题的认识,也为发展新一代高灵敏度量子传感器提供了新的思路。
2026-06-11 10:23
扎根智能制造一线,很多像马遵农一样的年轻人用技术创新护航制造业转型升级。如今,基于模型的系统工程等方法已应用于飞机制造的各个环节,新工艺的研发更高效、更精准、更节约。
2026-06-11 10:23
阶段扩建,计划新增一个综合舱段,让空间站整体构型从“T”字变为“十”字。从初具规模的三舱组合,到不断扩容升级,中国空间站的成长,是中国载人航天稳步发展的缩影。
2026-06-11 10:23
6月9日16时23分,朱雀二号改进型遥六运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空。
2026-06-10 09:57
6月8日,火烈鸟在盐湖湿地嬉戏,成为一道亮丽风景线。
2026-06-10 09:57
日前,长江干线首个“复式航道”在安徽土桥水道和大通水道试运行,预计每日分流200余艘上行浅吃水船舶。
2026-06-10 09:52
近年,智能除锈凝胶与高相容性的新型加固材料的研发与成功应用,分别为脆弱青铜器无损清除锈蚀病害与矿化层加固提供了创新方法。
2026-06-10 09:51
为了让更多患者在关键时刻“用得上、用得起”,一群年轻的航天人坚定踏上了国产ECMO攻关之路。
2026-06-10 09:48
作为长江、黄河、澜沧江发源地,青海多年来持续推进三江源水生生物资源保护修复,持续巩固青海省高原河湖生态屏障。据悉,此次大批量土著鱼苗放流,进一步充实了黄河上游鱼类资源储备,对修复河道生物群落、改善水域生态环境具有积极作用。
2026-06-09 09:57
记者从自然资源部中国地质调查局获悉,“海洋地质六号”船近日完成深海地质调查第16航次科考任务,在深海地质环境调查、海洋探测关键技术装备研发应用等方面取得多项成果。
2026-06-09 09:56
培育新质生产力、建设现代化产业体系,是推动经济高质量发展、夯实中国式现代化产业根基的重要任务。未来产业依托前沿技术与颠覆性创新引领发展方向,赋能传统产业与新兴产业,拓展发展边界、培育全新增长点。
2026-06-09 09:52
人工智能与数智技术的发展,无疑是当下人们最为关切的议题之一。
2026-06-09 09:50
耕地是保障粮食安全的根本。当前,我国耕地质量总体呈现稳中有升良好态势,东北黑土地保护性耕作面积持续扩大,南方酸化耕地治理和北方盐碱地改造利用均取得积极进展。
2026-06-09 09:36
加载更多