高位截瘫患者（左）通过脑智卓越中心等单位研发的脑机接口系统意念控制轮椅。本文图片均为 中国科学院脑智卓越中心 供图
脑机接口技术除了通往未来科幻想象之外，现阶段或许更重要、更有价值的，是解决医生和患者的真实需求。
依托脑机接口，一位因颈髓损伤而高位截瘫的中年人，能够凭借意念操控智能轮椅在小区遛弯，还可以指挥机器狗作为“身体延伸”取回外卖……这是近日中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心赵郑拓、李雪团队联合复旦大学附属华山医院及相关企业，开展的第二例侵入式脑机接口临床试验的成果。
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）和 马天宇（右）。
在脑机接口技术试验不断向前迈进的同时，研究者正在不断将更多的人文关怀和技术温度融入到研究探索中。而对于患者来说，这是关于生命尊严和生活质量的曙光。
截瘫患者：重新“触摸”物理世界
2025年3月，研究团队在华山医院开展了首例受试患者的前瞻性临床试验。当时，一名四肢截肢的患者在接受脑机接口植入手术后经过3周训练，能够实现意念控制电脑光标，玩赛车、五子棋等游戏。
第二例临床受试者则是一位高位截瘫患者。2022年，一次不幸的摔倒造成脊髓损伤导致高位截瘫，经过一年多的康复，情况始终未有改善，全身仅剩下头颈部可以活动。2025年6月，他植入了脑智卓越中心和相关企业联合开发的脑机接口系统，几周后也取得了和首例患者同样的进展。
高位截瘫患者通过脑智卓越中心等单位研发的侵入式脑机接口系统参与线上数据标注工作。
但脑机接口的可能性不止于此，研究团队也敏锐地捕捉到患者更深层的渴望。在与患者的交流中，研究组组长、研究员赵郑拓听到他提到“希望能够有独立生活的能力”“希望能为家里做更多事”。患者的诉求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，拓展自己被禁锢的生活边界。
为此，技术团队将应用场景从二维的电子屏幕，拓展至三维的物理外设。智能轮椅和机器狗成为了新的控制对象。这不仅需要解码“向左”“向右”的简单意图，更需实现连续、稳定、低延迟的精准控制，以应对真实环境中复杂的路面状况和交互任务。
高位截瘫患者通过脑智卓越中心等单位研发的侵入式脑机接口系统意念控制机器狗。
如今，脑控智能轮椅和机器狗已经成为现实，患者说：“不用特意去想摇杆要往哪个方向摆，自然而然想往哪个方向就过去了。信号传输比较稳，也没有太多延时。”与第一例患者主要专注于电子设备控制相比，第二例案例的突破性是全方位的：从二维到三维，从虚拟到物理，从基础控制到生活融合。
2025年10月底，团队第三例脑机接口患者的临床试验也已完成，患者在训练过程中。目前，他已经能够用意念下国际象棋、控制机械臂等。
研究团队：攻坚突破多项硬核技术
患者从瘫痪状态重建起自身的社会角色，意念控制从二维控制到三维交互，在这些跨越的背后，是研究团队针对多项硬核技术的攻坚突破。
团队所采用的超柔性神经电极技术及侵入式脑机接口系统方案，均占据世界领先地位。其电极技术保持多项世界纪录，柔性最好、尺寸最小、密度最高、通道数最多，且无长期排异反应。其侵入式脑机接口系统为全球创伤最小，植入体尺寸仅是Nerualink的二分之一。
在关键支撑技术方面，首先是在信息提取的“源头”进行了革新。团队开发了高压缩比、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。这套混合解码模型，即便在神经信号相对嘈杂的环境中，也能高效提取有效信息，将脑控性能整体提升了15%-20%。
其次，团队攻克了“跨天稳定性”这一临床落地的大敌。家庭、社区等真实环境充满声、光、电磁等各类噪声，患者自身的生理、心理状态也会波动。团队引入了“神经流形对齐技术”，其核心是从高维、多变的神经信号中，提取出代表核心意图的、稳定的低维特征，确保了解码器输入端的鲁棒性。
与此同时，团队还颠覆了传统的校准模式，研发了“在线重校准技术”。传统系统需要患者定期停下来进行专项校准，而团队研究的系统能在患者日常使用过程中，实时、无声地微调解码参数，使系统性能始终保持在高位，实现了“越用越顺手”的体验。
针对至关重要的“反应速度”，团队通过自定义通信协议，将脑机接口系统从信号采集到指令下发至外设的端到端延迟，压缩到了100毫秒以内，甚至低于人体自身的生理延迟（约200毫秒）。这使得患者的控制体验极其流畅自然，意念与动作几乎同步。
未来应用：直接向大脑写入信息
脑智卓越中心研发的新一代的脑机接口产品，信号通道数已经增加到256个。不论硬件还是软件，脑机接口技术都正在飞速发展。从当下的医疗应用着眼，人们势必要展望未来技术的普及和对生产生活方式彻底的改写与重构。
脑智卓越中心微纳电子加工平台加工侵入式脑机接口柔性电极。
脑机接口技术的发展大致有两个方向，一是将大脑意念传递给外部设备进行控制，二是将外部信息写入大脑。前者如今已有临床试验，主要面向截肢、瘫痪患者等，实现意念控制，下一步的目标是更复杂的指令输出、更精准的控制以及更多设备的控制协同。后者则如构建人工听觉，或是帮助失明患者重见世界，这由于信息复杂度高而极具挑战，也将是接下来的研究重点。
从此次研究进展也可以窥见，当前中国脑机接口技术发展有一个关键锚点——价值导向。同为研究组组长的李雪研究员表示，三年前在开发第一代原型机时，团队就开始构思如何帮助患者恢复工作能力。患者常提“为家人减负”“更独立一点”，帮助他们解决实际问题，让他们回归社会，是技术开发真正的追求。
在应用探索中，研究团队还与地方残联的“科技助残”项目合作，让这位具备脑控电脑能力的患者参与线上数据标注工作，例如核对自动售货机AI识别的准确性。这份工作虽然看似简单，却也让患者重塑了自信，让其自我价值得到体现。
赵郑拓透露，团队在明年年初将开展语言解码的相关研究，预计在2027年进入到临床应用阶段。除此之外，关于深度脑区的精细神经调控也在研究当中，可以用于针对帕金森等神经系统疾病和抑郁症等精神类疾病的治疗。
而如果纵观脑机接口领域的未来发展，赵郑拓认为，发展趋势应当是从临床医疗出发，逐步实现人机互联，最终实现脑机融合。近五年时间，脑机接口会在医疗场景大规模应用，帮助运动障碍患者通过意念操控达到与正常人类似的水平。往后10-15年时间，通过脑机接口的控制或许能够实现超过常人的高自由度，控制人形机器人等复杂外设，新一代的智能交互终端或将出现。而在脑机融合的未来，人脑智能和人工智能将能够无间融合。
“以终为始”，赵郑拓始终希望未来有一天，脑机接口能够真正改变人类，对普通人的能力进行扩展。“想象20年后，我们不再需要外界终端去输出信息，而是让大脑直接进行控制；我们也不再需要屏幕、扬声器等，而是可以直接向大脑写入信息。”赵郑拓相信随着技术的不断精进，设备载体不断微型化，性能不断提升，这一天终会到来，人们会获得丰富度大大提升的人机交互体验。
产业生态：AI、开放与人才
脑智卓越中心学术主任、中国科学院院士蒲慕明表示，脑机接口的进展和人工智能的进展几乎是平行的，2025年都可以说取得了爆发式的进展。在“十五五”期间，两者都依然会是重点领域。
在具体的技术路径上，脑机接口（Brain-Machine Interface，缩写为BMI）将与人工智能（AI）深入融合。赵郑拓将脑机与AI的关系分为三个层次：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。第三层则是“融合”，未来脑机接口可能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。
为此，研究团队坚持“开放生态”战略。向下游，与各类智能设备、应用平台合作，丰富脑机接口的价值出口；向上游，与半导体、材料、通信等供应链企业协同，将消费电子领域的先进工艺引入脑机领域，提升系统性能；在临床与科研端，脑智卓越中心与华山医院建立上海市脑机接口临床试验与转化重点实验室，确保技术研发紧扣最前沿的临床需求与科学发现。
在前沿技术的国际竞争格局中，中美在脑机接口领域走了不同的道路，而“开放生态”便是中国道路的突出特点之一。但蒲慕明也指出，脑机接口技术在国内的发展尚还未出现能够轰动世界的独特、创新的新途径。“中国的脑机接口将来真正要发展，创新人才的培育非常重要。”
蒲慕明认为，目前国内脑机接口人才主要集中在科研单位，而在科研的各种评审体系里，这些年轻人才在没有学术成果积累之前很难获得经费支持。这不利于青年人才真正发挥自身的创新性，政府应当设立青年研究基金，让优秀的小团队更早被看到，让有实力的青年科研人员早早得到支持，钻研关键问题。
赵郑拓和李雪两位“90后”研究员，无疑已经是脑机接口领域突出的青年人才代表。李雪同样表示，脑机接口是一个新兴行业，人才是核心要素和重要支柱，希望能够培养更多的人才，也希望不论是专业人才还是跨领域专家，能够看到脑机接口领域的技术进展并选择加入其中。
脑机接口发展的前路当然还有关键技术、伦理法规、成本控制等诸多关隘，但一次次的科研成果突破，正稳步推动技术从“生命的重建”走向“潜能的拓展”。在兼顾创新锐度与人文关怀的技术道路上，中国脑机接口的研发和产业化持续向前。