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“北腦一號”，一片薄如蟬翼的電極片，能量有多大？

“拿起水壺”“把水倒入杯子”“將杯子舉到嘴邊”等一系列指令，接連通過“北腦一號”傳輸至機械臂順利完成。

這是一位30歲的男性四肢癱瘓患者，也是在2月27日于北京大學第一醫(yī)院接受“北腦一號”植入的、首位敢“吃螃蟹”的患者。只需“動動腦筋”，固定在桌上的機械臂就成了他的“手”。

3月20日，記者在北京市科委、中關村管委會組織召開的“北腦一號”完成國際首批柔性高通量半侵入式無線全植入腦機系統(tǒng)的人體植入媒體通氣會上，看到了一幕幕生動的案例。

目前，通過使用“北腦一號”智能腦機系統(tǒng)，癱瘓患者能夠隔空操控計算機、機械臂，甚至驅動肌肉刺激裝置，促進自身肢體運動功能逐漸康復；同時，“北腦一號”也是國際上首次實現(xiàn)言語障礙患者言語解碼的無線全植入腦機系統(tǒng)，能有效幫助患者重建交流的能力。

重啟凍結的聲音

肌萎縮側索硬化癥（ALS），俗稱漸凍癥，是一種目前無法治愈的神經(jīng)退行性疾病，患者隨著病程進展，神經(jīng)功能逐步喪失，最終完全喪失言語及肢體功能。

重啟凍結的聲音，當日，全球首例無線植入式中文言語腦機接口成功幫助因漸凍癥導致言語障礙的患者重建交流能力的突破性成果，由國家神經(jīng)疾病醫(yī)學中心主任、首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院院長、主任醫(yī)師趙國光教授團隊與北京腦科學與類腦研究所所長羅敏敏教授團隊、北京芯智達神經(jīng)技術有限公司（以下簡稱“芯智達”）聯(lián)合發(fā)布。

今年3月，趙國光教授團隊為患者實施了全球首例無線植入式中文言語腦機接口手術，在神經(jīng)外科手術機器人輔助下，將“北腦一號”智能腦機系統(tǒng)精準植入患者左側大腦控制語言運動的關鍵區(qū)域。手術采取半侵入腦機技術路徑，將128通道柔性高密度電極置于硬腦膜外，在最小創(chuàng)傷前提下實現(xiàn)高質量神經(jīng)信號采集；將硬幣大小的主控與信號傳輸裝置嵌入顱骨表面，通過無線短距通訊實現(xiàn)神經(jīng)信號的高效傳輸與無線供電。術中測試及術后開機均顯示信號采集質量良好。

臨床試驗的首位參與者，是一名67歲的漸凍癥患者。她于2023年起病，并在首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院確診，隨著疾病進展，出現(xiàn)了極重度構音障礙，與外界的言語溝通極為受限。術前，趙國光教授團隊綜合應用功能性磁共振成像和高密度腦電圖等多模態(tài)神經(jīng)解碼技術，對患者的大腦語言相關區(qū)域進行功能映射，結合患者語言能力評估及疾病進展情況，精確定位了語言運動功能區(qū)。

3月14日，患者開始接受言語解碼訓練，信號采集良好，僅經(jīng)過3小時的訓練，62個常用字詞實時解碼準確率已達34%。目前，實時解碼準確率達52%。已能解碼出“我要喝水”“我要吃飯”“今天心情很好，我想和家人散步”這樣的言語。結合基于語言大模型的自適應糾錯算法實時優(yōu)化，已具備簡單的言語交流能力，展現(xiàn)出顯著的交流重建潛力。

“北腦一號”打開新天地

腦機接口作為神經(jīng)科學與類腦計算深度交叉融合的重要研究方向，是未來產(chǎn)業(yè)新賽道的典型代表。北京醫(yī)藥健康科技發(fā)展中心主任劉慧介紹，早在2015年，北京就率先布局，重點聚焦“腦認知與類腦計算”和“腦認知與腦醫(yī)學”方向，先期啟動了北京“腦科學研究”專項。2018年，成立北京腦科學與類腦研究所；2022年，依托北京腦科學與類腦研究所組織實施《智能腦機系統(tǒng)增強計劃》；2025年1月，《加快北京市腦機接口創(chuàng)新發(fā)展行動方案（2025-2030年）》發(fā)布，旨在搶抓全球腦機接口發(fā)展機遇，打造高水平腦機接口創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)高地。

在北京市科技創(chuàng)新頂層設計推動下，以有組織的攻關方式，通過系統(tǒng)布局電極、芯片、算法、臨床等全鏈條創(chuàng)新要素，由北京腦科學與類腦研究所牽頭，于2023年成立北京芯智達神經(jīng)技術有限公司，落地實施“智能腦機系統(tǒng)增強計劃”。芯智達聚焦高通量全植入式腦機接口這一國際前沿領域，以抓型號的方式快速推進工程化開發(fā)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(tǒng)，均達到當今世界領先水平。

去年，“北腦二號”智能腦機系統(tǒng)1024通道有線版在國際上率先實現(xiàn)猴子用意念攔截運動目標，入選2024年中關村論壇開幕式重大成果發(fā)布。今年，“北腦一號”智能腦機系統(tǒng)完成了128通道微型、無線、低功耗全植入系統(tǒng)研發(fā)，聯(lián)合北京大學第一醫(yī)院、首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院、首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)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，以及漸凍癥等導致的言語障礙開展中文解碼，進行臨床驗證。

“目前，該成果正快步邁向產(chǎn)業(yè)應用，未來將帶動生物材料、人工智能、高端制造等萬億級產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，為培育發(fā)展新動能提供重要支點?！北本┠X科學與類腦研究所所長羅敏敏說。