脑机接口技术正在从科学幻想逐步走向现实。
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心的年轻研究员赵郑拓和李雪,通过多年的科研攻关,使这项前沿技术在中国实现了从基础研究到临床应用的跨越,成为继美国Neuralink之后,全球第二家、中国首家进入侵入式脑机接口临床试验阶段的团队。
侵入式脑机接口的核心在于精密的微观工程设计。
赵郑拓团队自主研发的神经电极系统看似简朴,外形如同纽扣,但内部集成了三颗芯片的精细电路。
最为关键的是,仅需3至5毫米的微小尺寸直接进入人脑,就能建立起人脑与外部设备之间的信息通道。
这种超柔性神经电极的研发成功,解决了传统硬质电极易对脑组织造成损伤的问题,大幅提升了植入的安全性和长期可用性。
系统的实际应用同样体现了工程设计的巧妙性。
患者通过佩戴特殊设计的"帽子"装置进行无线供能,该装置采用通用的Type-C接口,可直接连接电脑、手机、平板等各类设备。
这种人性化的设计考量,使得患者能够在日常生活中灵活使用脑机接口系统。
展望未来,赵郑拓表示,随着高能量密度电池技术的进步,有望实现完全植入式供电方案,患者仅需在夜间进行无线充电,即可实现全天候应用。
临床试验的成果已经充分证明了这项技术的实际价值。
接受植入的第二例患者张先生在2022年因脊髓损伤导致高位截瘫,仅保留头颈部活动能力。
植入脑机接口后,他能够通过意念控制智能轮椅自由移动、指挥机器狗执行取物任务。
更为重要的是,张先生已实现回归社会工作,通过脑控光标进行线上商品分拣工作,获得劳动报酬。
这是全球首次借助脑机接口技术完成有偿线上工作的案例,充分说明脑机接口已从医学康复工具进化为促进患者社会融入的有效手段。
赵郑拓和李雪的学术之路体现了学科交叉融合的力量。
李雪本硕毕业于华中科技大学生物医学工程专业,2015年接触脑机接口领域后,即将其确立为终身研究方向。
她对脑机接口的理解深刻而富有前瞻性,将其视为继语言、文字、电话、互联网之后,人类沟通与协作的下一个跃进。
赵郑拓则从能源动力系统专业出发,在美国留学期间改向生物医学工程,两人在共同的学术追求中走到一起。
国家科研体制的支持为这对年轻夫妻提供了坚实的基础。
2020年,中国科学院院士蒲慕明注意到他们的研究成果,向其发出回国工作邀请。
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心为团队提供了充分的科研自主权和资源支持。
赵郑拓曾提出"一年上猴、三年上人"的宏大目标,虽然这一表述当时引发了不少质疑,但团队最终通过扎实的科研工作,基本实现了这一承诺。
这充分体现了自主创新的力量和坚定的信念在科研突破中的重要作用。
脑机接口技术的临床应用前景广阔。
当前已有三位患者接受了植入手术,随着技术的进一步完善和临床数据的积累,预计将有更多患者受益。
该技术不仅对截瘫、截肢患者具有重要意义,对于渐冻症、帕金森病等神经退行性疾病患者也具有潜在的治疗价值。
同时,脑机接口技术的发展也为神经科学基础研究开辟了新的方向。
从实验室走向病床,这项脑机接口技术的突破不仅体现了中国科研人员敢为人先的创新精神,更彰显了科技以人为本的发展理念。
当冰冷的芯片与温暖的希望相遇,科技正在重新定义生命的可能性。
在健康中国战略指引下,这样的创新成果将持续涌现,为人类战胜疾病、改善生活质量提供中国方案。