2025中关村论坛年会重大成果专场新闻发布会3月31日举行。北京脑科学与类脑研究所所长、北京芯智达神经技术有限公司首席科学家罗敏敏介绍了面向人民生命健康的成果代表——“北脑一号”智能脑机系统成果。
2025中关村论坛年会重大成果专场新闻发布会上，罗敏敏介绍“北脑一号”智能脑机系统成果。新京报记者 浦峰 摄
“北脑一号”“北脑二号”均达到当今世界领先水平
脑机接口技术堪称脑科学皇冠上的明珠，正快步迈向产业应用的前沿。它搭建起生物脑与机器间的高速信息通路，不仅会彻底变革人机交互的模式，更为深入解析大脑奥秘打开了新的大门。
在北京市科技创新顶层设计推动下，以有组织的攻关方式，通过系统布局电极、芯片、算法、临床等全链条创新要素，由北京脑科学与类脑研究所牵头，于2023年成立北京芯智达神经技术有限公司，落地实施“智能脑机系统增强计划”。
“我们聚焦高通量全植入式脑机接口这一国际前沿领域，以抓型号的方式快速推进工程化开发进程，成功推出半侵入式‘北脑一号’和侵入式‘北脑二号’两套智能脑机系统，均达到当今世界领先水平。”罗敏敏说。
这两套系统最重要的差异是信号采集的深度和采集的信号类型：“北脑二号”是通过把柔性微丝电极植入脑组织的方式，采集单个神经元的放电信号，精度高但侵入性强。目前，科研人员实现了“北脑二号”1024通道有线版在猴子颅内长期稳定植入，在国际上率先实现猴子用意念拦截运动目标，入选了2024年中关村论坛重大成果发布。
“北脑一号”信号通量位居国际同类产品之首
罗敏敏说，今年发布的“北脑一号”，科研人员完成了128通道微型、无线、低功耗全植入系统研发，采用柔性高密度脑皮层电极，贴附在硬脑膜外采集皮层脑电信号，不触及脑组织，极大降低手术风险。
另外，“北脑一号”集成了高采样率、大通量、低功耗的脑电数据采集、处理和无线传输技术，128通道同时采集的信号通量位居国际同类产品之首，是世界上首个实现百通道以上高通量、无线全植入、准实用的脑机接口系统，术后头皮完全缝合不留开放创口，对临床应用推广至关重要。科研人员开发专用的神经编解码算法，输出高精度、低延迟的控制指令，实时控制机械臂、机械手等外部设备，可以实现精细运动解码以及高准确度中文言语解码。
今年初，罗敏敏团队联合北大第一医院、宣武医院、天坛医院，针对脊髓损伤、脑卒中等导致的运动功能障碍开展精细运动解码，以及渐冻症导致的言语障碍开展中文言语解码，取得重大临床进展。植入“北脑一号”的首批三例患者术后恢复良好，设备有效通道数98%以上。
成果正快步迈向产业应用
罗敏敏具体介绍了三位患者的情况。在宣武医院完成手术植入的，是一位渐冻症导致的重度构音障碍患者，术后3小时左右的数据训练，已能解码60多个常用词，输出如“我想吃饭”“请帮我找医生”“我想出去散步”这样的短句子。十天前的解码正确率是百分之三十多，现在最新的进展是解码正确率达到百分之六十多，“距离达到百分之七十以上这样的实用目标，已经不远了，我们就可以开始给患者做任意字句的解码训练了。”他说，随着训练深入，有望解码输出患者任何想说的话，速度达到每分钟80字以上，相当于为患者重建交流的能力。
另外两位患者，分别是北大第一医院完成植入的脊髓损伤瘫痪患者以及天坛医院完成植入的脑卒中偏瘫患者。十天前，脊髓损伤高位截瘫的年轻人处在术后训练到第二周的阶段，那时他已能用意念操控机械臂，并驱动肌肉刺激装置激发自己手部的动作。经过最近十天的训练，他的运动想象多分类解码准确率已快速提升至75%以上，很快将能够开始练习通过意念直接控制电脑，有望实现意念打字、脑控浏览网页、打游戏等，“经过这段时间的运动想象训练和脑控肌肉刺激，他表示，自车祸受伤瘫痪以来，第一次找回自己手腕发力的感觉，对未来的康复又充满了信心。”
天坛医院的脑卒中导致偏瘫患者十几天前刚刚接受手术植入。他术后的恢复也很快，第二天就能下地了，第四天进行了脑机的数据采集和训练准备。目前，他已能够在“北脑一号”的帮助下，通过大脑内源信号驱动肌肉刺激装置进行康复训练，并在快速学习和适应运动想象的方法，逐步实现精细的动作控制。
罗敏敏说，三位患者目前状态都非常好，设备的有效通道数和信号质量均维持在非常高的水平，他们学习使用脑机接口的进程也一路向好。“北脑一号”成果正快步迈向产业应用，未来将带动生物材料、人工智能、高端制造等万亿级产业集群发展。
新京报记者 张璐
编辑 樊一婧 校对 李立军
