作者:李惠钰 来源:中国科学报 发布时间:2026/9/30 21:53:41
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脑机接口加速走向临床:一场解码大脑的“路线竞速”

 

近日,美国加州大学旧金山分校团队在《自然-神经科学》发表的一项最新研究,再次刷新了人们对脑机接口的想象。

研究人员利用植入感觉运动皮层的高密度皮层脑电(ECoG)装置,对3名重度瘫痪受试者的神经活动进行解码,其中两名受试者能够通过同步解码的言语和手势实时控制个性化虚拟化身进行交流。在限定的对话任务中,一名受试者的言语和手势解码中位准确率均达到100%,而语音的概率率为16.7%,手势的概率率为20%;另一名受试者在手势解码器上达到了85%,在语音解码器上达到了75%。不过研究仍属于小样本概念验证。

从2026年3月全球首款获批上市的植入式脑机接口医疗器械在中国获批,到7月该产品在华山医院完成获批后的全球首例商业化植入,再到9月言语与手势同步解码的突破性成果,脑机接口正以前所未有的速度从实验室走向临床。

技术突破令人振奋,但这条赛道究竟走到了哪一步?围绕技术路径与产业化前景,记者采访了重点投资异种移植、细胞基因疗法、脑科学等领域的新加坡基金不朽真龙创始人Boyang Wang和格式塔科技创始人兼CEO彭雷。

技术路线:从皮层内到硬膜外,再到非侵入

脑机接口的核心挑战,首先在于如何“读懂”大脑。脑机接口目前通常可按侵入程度分为侵入式、半侵入式和非侵入式三类。侵入式包括皮层内电极等方案,半侵入式以硬膜外电极为代表,非侵入式则包括脑电、超声等技术。不同路线在信号质量、空间与时间分辨率、手术风险和适用场景之间存在不同权衡,几种路线又在信号质量与手术风险之间呈现出一条清晰的“光谱”。

Boyang Wang向记者介绍,最典型的皮层内侵入式路线是Neuralink的技术方案,直接将电极植入大脑皮层。“好处是可以直接监听到皮层的放电,直接针对神经元这个力度。但坏处也有不少,首先是植入手术非常难做,其次由于属于有创植入,长期可能出现组织反应和胶质瘢痕,进而影响电极与神经组织之间的信号耦合,造成信号质量下降或漂移。”此外,电极若在人脑中有细微移动,就会产生损伤以及信号漂移。“电极与脑组织的相对位置变化可能造成信号漂移,结果监听到其他神经元去了。”

硬膜外微创植入式路线则在安全性与信号精度之间寻求平衡。以博睿康NEO和“北脑一号”为代表,这类产品将电极放置在硬脑膜外部,不穿透硬脑膜,也不接触大脑皮层。Boyang Wang指出,这样的方案可以使瘢痕结构问题得到解决,降低感染和脑脊液泄漏的风险,但代价是信号质量有所下降。“你捕捉到的放电没有那么清晰,是一批神经元集体放电的信号,需要更多算法和AI的支持才能分析清楚。”公开信息显示,“北脑一号”采用128通道硬膜外电极阵列,目前正推进注册临床,目标于2027年申报医疗器械注册证。

非侵入式路线则是格式塔科技选择的技术方向。据彭雷介绍,公司聚焦超声波脑机接口技术,希望通过无创的深部脑调控和脑信号读取,探索慢性疼痛、抑郁症、阿尔茨海默症等神经系统疾病的潜在应用。其原理与电学脑机接口有本质不同——电极路线是直接采集脑电信号,而超声波脑机接口通过采集脑血流信号间接推测脑活动。

这一技术路径的爆发与AI的发展密不可分。彭雷解释:“在AI整个发展之前,大家采到的一些脑血流信号是没有办法解码的。AI技术的发展其实是推动了超声波脑机接口这一两年的爆发。”但这一路径也有天然限制。彭雷坦言,由于目前这一路径需要通过血流变化间接反映神经活动,在时间分辨率上存在一定延迟,“所以在渐冻症和高位截瘫等适应症和应用场景上,电学肯定有它的优势”。而对于慢性疼痛、抑郁症、阿尔茨海默症等神经性疾病,超声波脑机接口的适应症范围要比侵入式广得多。

在皮层内侵入式路线上,全球范围内的核心挑战集中在柔性电极的长期稳定性。硅基电极的硬度远高于脑组织,容易引发免疫反应和胶质瘢痕。Boyang Wang透露,他关注的侵入式技术指标包括:电极的柔性与产出率、低功率下能扩展多少通道数、语音输出速率等。“这些技术指标一旦得到提升,基本就能对应这家公司的技术壁垒和领先程度。”

产业化:量产只是起点,商业化仍需“爬坡”

2026年,脑机接口产业迎来了多个“第一”:3月,博睿康NEO成为全球首款获批上市的植入式脑机接口三类医疗器械,适用于颈段脊髓损伤所致四肢瘫、通过气动手套代偿抓握;7月13日,该产品在复旦大学附属华山医院完成获批上市后的全球首例商业化植入。资本市场也随之升温,2026年上半年,国内脑机接口领域融资超60起,总额突破70亿元。

然而,资本市场火热与产业实际进展之间是否存在脱节?Boyang Wang坦言:“对于它和实际产业发展略微的脱节,我们也是有心理预期的。这样的情况在历史上一直都会发生。”在他看来,一级市场与二级市场需要分开来看,“一级市场买里程碑,二级市场买报表”。二级市场更看重入院装机、真实收入、医院合作和业务收入是否实际增长。“在这些情况非常困难的情况下,二级市场可能就会被消息很大程度上去驱动。”

对于“2026年是量产元年”的说法,两位受访者都表达了审慎态度。彭雷指出:“量产出来跟量装是两回事情。你真正装在人头上,患者的受益得大于他承担的手术风险以及财务付出。我觉得还要再看个一两年,因为不是植进去就立竿见影,也要长期随访。”他判断,从量产到患者形成口碑,再到医保介入,“至少还有三年的时间”。

Boyang Wang对此表示认同,全球植入式脑机接口的受试者至今仅在200人以内。“你假如扩建了工厂,造出了哪怕几千几万套设备,这些设备什么时候能派上用场,是另外一回事。”他同时指出,国内在支付端已经走在全球前列。以华山NEO为例,已完成医保价格备案并纳入沪惠保;具体项目费用和报销比例以医院及属地医保为准。“我们唯一要等待的还是技术成熟。”

在彭雷看来,脑机接口商业化的核心判断标准,在于能否证明对患者的临床价值显著优于现有疗法。“你最终是要在这些问题上证明,你给患者带来的价值大于现有的疗法,才会形成足够大的规模化商业化。”他以格式塔的慢性疼痛适应症为例:“我们也得回答,我们面对疼痛患者的超声脑机,怎么证明比他吃阿片类药物的效果更优?”

正如彭雷所言,脑机接口正在迈入产业化的早期窗口,“商业化已经启动,但大规模患者使用还有一个爬坡过程”。技术路线各有所长,产业化的道路没有捷径,唯一确定的是,这场解码大脑的竞速赛,才刚刚开始。

 
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