2025中關村論壇年會重大成果專場新聞發布會3月31日舉行。北京腦科學與類腦研究所所長、北京芯智達神經技術有限公司首席科學家羅敏敏介紹了面向人民生命健康的成果代表——「北腦一號」智能腦機系統成果。
2025中關村論壇年會重大成果專場新聞發布會上，羅敏敏介紹「北腦一號」智能腦機系統成果。新京報記者 浦峰 攝
「北腦一號」「北腦二號」均達到當今世界領先水平
腦機介面技術堪稱腦科學皇冠上的明珠，正快步邁向產業應用的前沿。它搭建起生物腦與機器間的高速信息通路，不僅會徹底變革人機交互的模式，更為深入解析大腦奧秘打開了新的大門。
在北京市科技創新頂層設計推動下，以有組織的攻關方式，通過系統布局電極、晶元、演算法、臨床等全鏈條創新要素，由北京腦科學與類腦研究所牽頭，於2023年成立北京芯智達神經技術有限公司，落地實施「智能腦機系統增強計劃」。
「我們聚焦高通量全植入式腦機介面這一國際前沿領域，以抓型號的方式快速推進工程化開發進程，成功推出半侵入式『北腦一號』和侵入式『北腦二號』兩套智能腦機系統，均達到當今世界領先水平。」羅敏敏說。
這兩套系統最重要的差異是信號採集的深度和採集的信號類型：「北腦二號」是通過把柔性微絲電極植入腦組織的方式，採集單個神經元的放電信號，精度高但侵入性強。目前，科研人員實現了「北腦二號」1024通道有線版在猴子顱內長期穩定植入，在國際上率先實現猴子用意念攔截運動目標，入選了2024年中關村論壇重大成果發布。
「北腦一號」信號通量位居國際同類產品之首
羅敏敏說，今年發布的「北腦一號」，科研人員完成了128通道微型、無線、低功耗全植入系統研發，採用柔性高密度腦皮層電極，貼附在硬腦膜外採集皮層腦電信號，不觸及腦組織，極大降低手術風險。
另外，「北腦一號」集成了高採樣率、大通量、低功耗的腦電數據採集、處理和無線傳輸技術，128通道同時採集的信號通量位居國際同類產品之首，是世界上首個實現百通道以上高通量、無線全植入、准實用的腦機介面系統，術後頭皮完全縫合不留開放創口，對臨床應用推廣至關重要。科研人員開發專用的神經編解碼演算法，輸出高精度、低延遲的控制指令，實時控制機械臂、機械手等外部設備，可以實現精細運動解碼以及高準確度中文言語解碼。
今年初，羅敏敏團隊聯合北大第一醫院、宣武醫院、天壇醫院，針對脊髓損傷、腦卒中等導致的運動功能障礙開展精細運動解碼，以及漸凍症導致的言語障礙開展中文言語解碼，取得重大臨床進展。植入「北腦一號」的首批三例患者術後恢復良好，設備有效通道數98%以上。
成果正快步邁向產業應用
羅敏敏具體介紹了三位患者的情況。在宣武醫院完成手術植入的，是一位漸凍症導致的重度構音障礙患者，術後3小時左右的數據訓練，已能解碼60多個常用詞，輸出如「我想吃飯」「請幫我找醫生」「我想出去散步」這樣的短句子。十天前的解碼正確率是百分之三十多，現在最新的進展是解碼正確率達到百分之六十多，「距離達到百分之七十以上這樣的實用目標，已經不遠了，我們就可以開始給患者做任意字句的解碼訓練了。」他說，隨著訓練深入，有望解碼輸出患者任何想說的話，速度達到每分鐘80字以上，相當於為患者重建交流的能力。
另外兩位患者，分別是北大第一醫院完成植入的脊髓損傷癱瘓患者以及天壇醫院完成植入的腦卒中偏癱患者。十天前，脊髓損傷高位截癱的年輕人處在術後訓練到第二周的階段，那時他已能用意念操控機械臂，並驅動肌肉刺激裝置激發自己手部的動作。經過最近十天的訓練，他的運動想像多分類解碼準確率已快速提升至75%以上，很快將能夠開始練習通過意念直接控制電腦，有望實現意念打字、腦控瀏覽網頁、打遊戲等，「經過這段時間的運動想像訓練和腦控肌肉刺激，他表示，自車禍受傷癱瘓以來，第一次找回自己手腕發力的感覺，對未來的康復又充滿了信心。」
天壇醫院的腦卒中導致偏癱患者十幾天前剛剛接受手術植入。他術後的恢復也很快，第二天就能下地了，第四天進行了腦機的數據採集和訓練準備。目前，他已能夠在「北腦一號」的幫助下，通過大腦內源信號驅動肌肉刺激裝置進行康復訓練，並在快速學習和適應運動想像的方法，逐步實現精細的動作控制。
羅敏敏說，三位患者目前狀態都非常好，設備的有效通道數和信號質量均維持在非常高的水平，他們學習使用腦機介面的進程也一路向好。「北腦一號」成果正快步邁向產業應用，未來將帶動生物材料、人工智慧、高端製造等萬億級產業集群發展。
新京報記者 張璐
編輯 樊一婧 校對 李立軍
