清华大学洪波教授团队脑机接口新突破：无线微创技术助力瘫痪患者重获运动能力
清华大学洪波教授团队脑机接口新突破：无线微创技术助力瘫痪患者重获运动能力
近日，清华大学洪波教授团队联合北京天坛医院神经外科贾旺教授团队在微创无线脑机接口领域取得重大进展。他们研发的无线微创脑机接口NEO（Neural Electronic Opportunity），通过放置在大脑感觉运动皮层上的电极，成功帮助一位高位截瘫患者实现意念控制光标移动。这一突破不仅展示了国内科研实力，也为未来医疗健康、教育培训、游戏娱乐等多个应用领域带来了新的可能性。
无线微创脑机接口NEO：清华团队的创新突破
清华大学医学院洪波教授团队研发的无线微创脑机接口NEO，是全球首个采用无线供电和无线信号传输的脑机接口系统。与马斯克的Neuralink不同，NEO采用硬膜外电极，无需在大脑皮层植入电极，避免了对神经细胞的破坏。该系统通过近场无线供电，体内无需电池，可实现终身使用。
在临床试验中，NEO已成功帮助多位高位截瘫患者恢复运动功能。首例患者是一位因车祸导致脊髓完全性损伤的患者，经过三个月的居家脑机接口康复训练，患者可以通过脑电活动驱动气动手套，实现自主喝水等脑控功能，抓握解码准确率超过90%。第二和第三例患者则分别在北京天坛医院和上海华山医院完成临床试验，实现了脑控光标、轮椅操作等功能。
脑机接口技术在医疗领域的应用现状
脑机接口技术在医疗领域的应用已取得显著进展。2024年发布的《2024脑机接口产业创新十大案例》展示了我国在脑机接口技术及产业应用方面的创新成果。这些案例涵盖多个脑机接口核心器件、系统产品及行业应用，包括大脑360认知能力与心理健康脑电测训系统、面向工业安全的智能安全帽及人员安全实时监管数字平台、便携式脑机接口驾驶安全智能防控系统、高场强磁共振兼容蓝牙可感知脑起搏器、基于脑机接口的多模态可穿戴防晕车系统等。
这些创新成果已在多个领域得到实际应用。例如，脑机接口技术被用于脑卒中、脑创伤等中枢神经损伤导致的肢体运动障碍患者的治疗和康复训练，通过植入式神经刺激系统治疗癫痫，监测驾驶员或作业人员的疲劳状态，辅助调节睡眠改善用户睡眠状况等。这些应用展示了脑机接口技术在医疗健康领域的广阔前景。
国内外脑机接口技术的最新研究进展
国内外脑机接口技术研究进展迅速，多个研究机构和企业取得了重要突破。天津大学副校长明东教授带领的神经工程团队研发了多项脑机接口系统，包括神经调控式机械外骨骼系统“神工-神甲”、可穿戴式脑控外肢体手指机器人系统“神工-灵犀指”、混合驱动外骨骼+虚拟现实步行康复系统“神工-神行”等。这些成果正在多家三甲医院开展百例级临床验证实验。
北京脑科学与类脑研究所联合北京芯智达神经技术有限公司成功构建“北脑二号”高性能侵入式智能脑机系统。该系统自主研发的高通量柔性微丝电极、大通道数高速神经电信号采集设备，能有效支撑高效运动想象神经编解码的开发。在国际上首次实现猕猴对二维运动光标的灵巧脑控，为更自然、更灵活的新一代神经假肢的开发等临床应用奠定了基础。
在国际上，埃隆·马斯克的Neuralink公司于2024年1月完成了首例人类大脑设备植入手术。患者能够通过意念控制电脑鼠标。目前，Neuralink计划到2030年为超过2.2万人植入芯片。此外，美国一家脑机接口初创公司Neurable发布了耳机款脑机接口设备，据称可帮助提高注意力。
脑机接口技术的未来发展趋势
脑机接口技术的未来发展趋势呈现出三大技术路线：侵入式、非侵入式和半侵入式。侵入式脑机接口将电极等信号记录装置植入大脑皮层，能进行高通量的神经信号采集，但存在组织损伤、炎症反应等风险。非侵入式脑机接口技术风险较低，但信号精度有限，功能受限。半侵入式脑机接口则将电极放置在颅骨内、硬脑膜外，具有微创、无线供电等特点，是当前研究的热点方向。
未来，脑机接口技术的发展将聚焦于神经信号采集芯片的研发、柔性电极技术的突破、以及与人工智能技术的融合。清华大学洪波教授表示，希望在未来3-5年内不断迭代其植入脑机接口产品，使其越变越小，通道数越来越大，最终成为连接大脑和外部设备的革命性界面。脑虎科技则致力于推进高通量柔性脑机接口系统与人工智能技术的结合，以更好赋能重大脑疾病诊疗。
随着技术的不断进步，脑机接口技术有望在神经康复、脑疾病治疗等领域发挥更大作用。同时，该技术也可能带来人机交互方式的革命性变革，甚至实现人类群体智能的进化。正如洪波教授所说：“脑机接口将开启人类进化的第三次飞跃。”