高位截瘫患者靠“意念”操控智能轮椅遛弯、指挥机器狗取外卖,在脑机接口技术发展下,这样的场景已成为现实。

高位截瘫患者通过脑机接口系统意念控制轮椅图片来源:脑智卓越中心官网
12月17日,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(以下简称“脑智卓越中心”)举行侵入式脑机接口生活场景应用进展新闻发布会。记者从会上获悉,近日,脑智卓越中心赵郑拓、李雪研究团队,联合复旦大学附属华山医院及相关企业,成功完成第二例侵入式脑机接口临床试验,上述场景正是此次临床试验的成果展示。
值得关注的是,研究团队采用的高通量无线侵入式脑机接口系统(WRS01),在关键技术层面实现了系列突破,手术创伤控制在毫米级。
另据了解,该团队第三例脑机接口患者的临床试验也已完成,患者可通过意念操控机械臂抓取水杯等物品,辅助提升生活自理能力。该脑机接口系统采用标准化通用接口设计,可与常规智能轮椅、机械臂或机器狗等外设直接对接使用,大幅降低了患者的使用门槛。
多层技术突破智能轮椅“随心所动”
“你是怎么控制轮椅转向的?”“就是心里想‘往左、往右’,像玩游戏用摇杆一样。时间一长,摇杆的存在感就消失了。”
2022年,一位患者因脊髓损伤导致高位截瘫,仅头颈部可活动,一年多康复后,情况仍无改善。2025年6月,他植入了由脑智卓越中心与合作企业联合开发的脑机接口系统,成为该项目的第二例临床患者。如今,他不仅可以用“意念”操控智能轮椅在小区遛弯,还能指挥机器狗作为“身体延伸”取回外卖。

高位截瘫患者通过脑机接口系统意念控制机器狗图片来源:脑智卓越中心官网
脑智卓越中心研究员赵郑拓对上海证券记者表示,第二例临床患者在接受大约3周的训练后,已经能够用意念操控电脑光标和平板电脑等电子设备了。但团队捕捉到了他更深层的渴望——不仅仅是控制虚拟世界,更要重新“触摸”和影响真实的物理世界,拓展自己的生活边界。

高位截瘫患者通过脑机接口系统参与线上数据标注工作图片来源:脑智卓越中心官网
为实现这一目标,团队在技术上进行多层突破。
在神经信息提取环节,团队开发出高压缩比、高保真的神经数据压缩技术,并创新性地融合了“尖峰频段功率”、“相邻脉冲间隔”与“尖峰脉冲计数”几种数据压缩方式。该混合解码模型在噪声环境下仍能高效提取有效信号,将脑控性能整体提升15%至20%。
面对真实环境中声、光、电磁干扰及患者生理、心理状态波动导致的信号不稳定问题,团队引入“神经流形对齐技术”,从高维动态神经信号中提取稳定低维特征,增强了解码器的环境适应性与跨天稳定性。
此外,团队革新系统校准方式,研发“在线重校准技术”。该系统可在患者日常使用中实时微调解码参数,无需中断操作进行专项校准,使系统性能持续保持高位,实现“越用越顺畅”的用户体验。
响应速度是脑机接口的核心指标之一。人体自然神经环路传导延迟约为200毫秒。团队通过自定义通信协议,将系统从信号采集到指令执行的端到端延迟压缩至100毫秒以内,低于生理延迟水平,使患者的控制体验更为流畅自然。
研究团队还发现,随着患者对脑控外设的熟练掌握,任务相关神经活动逐渐由广泛神经元参与转向少数高效神经元主导,在降低认知负担的同时,实现对外设的“内化”操控,从神经机制层面解释了“随心所动”的成形过程。
基于本次试验积累的数据与经验,研究团队于12月推出性能进一步提升的系统升级版本(WRS02),通道数增至256。WRS02的首例前瞻性临床试验计划于近期开展。
部分领域将在短期内实现规模化应用
记者获悉,团队第三例脑机接口患者的临床试验也已完成。在演示视频中,一名瘫痪患者正通过意念操控机械臂,精准抓取水杯,顺利完成喝水动作。
“我们第一例临床试验主要专注于控制电子设备,第二例临床试验探索全方位突破,从二维到三维,从虚拟到物理,从基础控制到生活融合。”赵郑拓说。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心李雪(左) 赵郑拓(中) 马天宇(右) 图片来源:脑智卓越中心官网
“我们初心是解决患者真实生活中的具体问题。”脑智卓越中心研究员李雪表示,所有演示都是“解决方案”的有机组成部分,产业化落地则是其中的关键一环。
正是电动轮椅、机器狗、人形机器人等智能外设的普及,才让脑机接口的“意念控制”有了用武之地,能切实提升患者生活质量。为此,研究团队主动与这些外部设备厂商合作,共同定义控制协议和应用场景,形成了“脑机接口搭桥,智能外设赋能”的共赢模式。
在赵郑拓看来,接下来,脑机接口将与人工智能更深入融合,并分为三个阶段。
首先是“AI for BMI”,即利用AI算法(如深度学习)来解码复杂的神经信号,这是当前的基础。
其次是“BMI with AI”,即脑机接口作为人类高级意图的发出端,与具备自主执行能力的AI体(如具身智能机器人)协同工作,人类管战略,AI管战术。
最具想象力的第三层是“融合”。赵郑拓表示,未来脑机接口或可实现生物神经网络与人工神经网络在信息层面的深层耦合。人类对外设的控制,将不再是发送详细的运动指令,而是像控制自己肢体一样,通过神经活动模式的直接耦合来实现“无感操控”。这将使AI真正成为人类认知与能力的无缝延伸。
从脑机接口发展时间轴来看,赵郑拓判断,短期(三年内),运动、语言功能重建将实现规模化应用;中期(五年内),人工视觉、听觉等感知觉修复,以及对帕金森、抑郁症等神经精神疾病的精准调控将取得突破;长期(十年左右),高度微创化的系统有望催生医疗消费乃至普通消费场景。
医疗与消费应用加速迈向现实
脑机接口产业正从实验室走向临床验证,随着商业化前景日益清晰,这一进程已不再仅由科研机构引领。
近期,另一则行业消息显示,由脑虎科技自主研发的国内首款、国际第二款内置电池的全植入、全无线、全功能脑机接口产品完成首例临床试验。该产品所有核心模块完全植入体内,体表无任何接口,且采用了更适配临床的无线供能和无线数据传输供能,无需外接设备即可完成实时交互,代表了植入式硬件的另一重要进展。
创新医疗作为侵入式技术临床转化的关键参与者,其参股公司博灵脑机的产品线进展颇受关注。其针对上肢康复的外骨骼系统已进入多中心临床试验阶段,预计将于2026年上半年完成二类医疗器械的注册申报。
与此同时,以非侵入式技术为核心的上市公司,在进入成熟的医疗器械领域的同时,也在拓展新兴的消费健康领域。
诚益通的代表品牌龙之杰的经颅磁刺激仪已成功获得医疗器械注册证,证明了其将神经调控技术产品化的能力。创新医疗面向中风偏瘫患者的运动辅助系统更是进入了批量生产阶段,预计在2025年底即可上市销售。
在更广阔的消费端,狄耐克的战略意图明确指向非医疗场景,正致力于构建脑电大数据云平台,并规划组建脑电波联合实验室,研发方向聚焦于睡眠健康、专注培优、认知康复三大消费级领域。公司在今年5月的业绩说明会中透露,其睡眠健康类产品(如智能睡眠仪、脑波睡眠监测仪)已完成试产工作。
根据Precedence Research,全球脑机接口市场2024年规模约为26.2亿美元,预计2025年将达到29.4亿美元,到2034年有望增长至124亿美元,十年间复合年增长率为17.35%。
方正证券研究报告显示,脑机接口有望成为下一代人机交互的核心技术,彻底改变人类与机器的交互方式。在短期内,脑机接口技术的应用将主要集中在医疗康复领域;中期来看,输出式脑机接口技术将拓展至教育、娱乐、军事和工业等领域;长远而言,脑机接口将转向功能改善与增强,实现脑机融合智能。