中國擁有醫療基礎設施和龐大的人口來測試腦植入物的功效。圖片來源:陳忠浩/新華社/Alamy
正在中國試用的腦機接口與 Neuralink 和其他領先的美國設備相比具有一些優勢,一種允許沒有四肢的男人玩電腦遊戲的深部大腦設備是中國人正在試驗的越來越多的腦機接口 (BCI) 之一。
BCI 系統由中國上海的醫療技術公司 StairMed 開發,類似於總部位於加利福尼亞州弗里蒙特的 Elon Musk 擁有的 Neuralink 正在人體中試驗的植入物。StairMed 的設備比 Neuralink 的設備具有更少的探針,但體積更小且侵入性更小。
研究人員表示,與美國相比,中國在該領域的歷史並不悠久,許多正在試驗的設備都是美國公司開發的設備的簡化版本。但是「中國的腦機接口研究發展得非常快」,香港大學電氣工程師 Zhengwu Liu 說。
荷蘭馬斯特里赫特大學(Maastricht University)的神經工程師克里斯蒂安·赫夫(Christian Herff)說,中國的研究人員正在多個方面推進該領域,例如通過改進用於解碼神經數據和植入設備的算法,他去年在上海共同組織了一次關於腦機接口的會議。
中國政府已將腦機系統確定為創新的優先領域,資助機構正在向該領域投入資金。上海科技大學(ShanghaiTech University)的計算神經科學家李元寧(Yuanning Li)說,「很多年輕科學家都參與了中國的新一波腦機接口(BCI)浪潮」,並與行業有着聯繫。
李說,該國還擁有測試和驗證技術的醫療基礎設施和人口。「這裡取得的進展可以使全世界的患者和研究人員受益,」他說。
幾個團隊已經宣布了早期試驗的初步結果,但這些結果都沒有經過同行評審。
在表面
一種正在人體中試驗的腦機設備是一種名為 NEO 的微創無線設備,它可以使用氣動手套恢復癱瘓患者的手部運動。八個探針放置在硬腦膜上,硬腦膜是圍繞大腦的外膜2.
北京清華大學生物醫學工程師洪波說,第一個在 2023 年 10 月收到該設備的人能夠加強和加快他們的抓地力,現在,在與該設備一起生活 20 個月後,可以用它來吃飯和喝水,北京清華大學生物醫學工程師洪波說,他是該試驗的共同負責人。洪波說,到目前為止,已有 20 人接受了 NEO 植入物。
由於該技術收集有關大量細胞的信息,因此其信號分辨率不如記錄單個神經元活動的更深的探針強,上海中國科學院神經科學研究所的神經工程師趙正拓說。他說,這使得該方法更適合控制簡單的動作。但 Hong 表示,性能上的權衡是該設備的侵入性很小,可以長時間運行。
NEO 團隊與 Liu 和他的同事、清華大學電氣工程師 Jianshi Tang 合作。在 2 月份的一篇 Nature Electronics 論文中1,他們描述了使用高效的神經形態芯片而不是傳統的硅芯片來模擬大腦如何解碼大腦信號。這將使他們能夠將芯片集成到探頭本身中,使設備更小、功耗更低、處理信息更快。
說普通話
另一個團隊對大腦進行了更深入的挖掘。2024 年 7 月,上海的神經外科醫生在一名患有癲癇的女性的神經皮層頂部植入了一個帶有 256 個探針的裝置。經過兩周的練習,她可以使用由上海 BCI 公司 NeuroXess 設計的設備來使用社交媒體應用程序並控制輪椅。
去年 12 月,該團隊通過手術將探針植入了一名患有癲癇的婦女體內,該婦女的大腦處理語言的部分患有腫瘤。NeuroXess 的聯合創始人兼首席科學家 Tiger Tao 說,接收者使用該設備以每分鐘 50 個單詞的速度用普通話進行交流,延遲為 100 毫秒——這是第一次使用 BCI 技術實時解碼普通話。他說,一個普通人可以以每分鐘 150 個單詞的速度說話,因此「還有很大的改進空間」。
6 月,一個美國團隊使用 BCI 系統讓男性能夠說話,甚至實時唱歌,延遲為 10 毫秒3.該設備捕捉到了這名男子的語調和音調。
深部大腦
StairMed 開發的腦深部探針是中國第一個侵入性腦機接口臨床試驗,該初創公司的創始人趙說。
據 StairMed 稱,該設備涉及植入 64 個精細傳感器——是人類頭髮寬度的百分之一。這些穿透神經皮層並連接到一個可以充電和無線傳輸信息的小型設備上。第一位男性參與者使用 BCI 系統在計算機上下棋和賽車遊戲。
Zhao 說,這項技術仍處於早期階段,但到目前為止,植入物已經讓用戶能夠很好地控制電子設備。從長遠來看,Zhao 希望將 BCI 技術與更智能的系統相結合,這樣個人就不僅使用它來控制計算機光標,還使用它來控制智能輪椅和高級機械人——他說,中國在這一領域可能比美國更具優勢,因為它在該領域有許多公司。
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-02098-5