侵入式脑机接口植入体的尺寸仅相当于1元硬币大小。
本报记者 刘苏雅
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心发布消息：经过近3个月的恢复和训练，我国首例侵入式脑机接口前瞻性临床试验受试者，已经能熟练进行“意念打字”，借助脑控技术模拟使用“右手”，操控电脑触摸板的水平与普通人相近。
做第一个“吃螃蟹的人”
我国是全球第二个进入侵入式脑机接口临床试验阶段的国家。得知侵入式脑机接口临床试验正在招募受试者时，意外致残13年的李锋（化名）毫不犹豫地报了名。
“从我们的视角来看，他现在的家庭生活还是幸福的，但他依然愿意尝试新鲜事物，愿意为科学进步作出贡献。”在选择受试者的过程中，复旦大学附属华山医院神经外科教授路俊锋与不少患者沟通过，李锋积极乐观的态度让他很受鼓舞，“作为第一个‘吃螃蟹的人’，患者和家属都会面临很大的压力。但有一件事情可以明确，手术后，受试者的生活状态绝对会比现在更好。”
脑机接口技术能在大脑与外部设备之间建立通讯、控制的通道，实现数字世界、物理世界和生物体的全面互联，常见技术路线有非侵入式、半侵入式、侵入式3种。对此，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员李雪打了个形象的比方：一座体育场内正在举行球赛，非侵入式设备收集的信号相当于在体育场大门外录音，声音嘈杂、模糊，半侵入式是把麦克风悬在体育场上空，侵入式则是把麦克风夹在指定目标的身上，能录到目标准确、清晰的声音。
李锋要迎来的，便是难度最大的侵入式脑机接口系统植入手术。医生要将两根纳米级的神经电极植入到控制右手运动的脑区，通过采集这一区域的运动控制脑电信号，让李锋能够拥有“虚拟右手”，从而拥有控制电脑“鼠标”的能力。
半小时完成手术植入
伴随着监护设备规律的滴答声，3月25日，这场意义非凡的手术开始了。
在颅骨上打磨出直径26毫米、厚度不足6毫米的凹槽，用于放置全球尺寸最小的脑控植入体。在凹槽内的预定位置，再钻出一个直径仅约5毫米的小孔，全球尺寸最小、柔性最强的神经电极就在纤细钨针的牵引下，精准抵达大脑内6至8毫米深处的特定位置。埋植完成后，患者的头皮可以完全缝合，外观与正常人无异。这种微创的手术方式，植入过程仅需不到半小时，不仅有效降低了手术期风险，更能显著缩短术后康复周期。
“电极植入后，短短几分钟，神经元信号就已在屏幕上跳动，数据质量非常高。”手术中，当第一组信号成功回传，李雪立刻将好消息分享给团队成员。
术后第二天，系统输出信号保持稳定；术后第五天，受试者在第一次训练任务中，顺利完成20次光标触碰任务，实现简单的脑控操作；术后1个月，受试者已经能熟练使用“虚拟右手”控制光标，与普通人一样“操控”电脑触摸板。“在这个过程中，他要学习怎样更有效地想象‘右手’的运动，从而让电脑中的光标‘如臂使指’。同时，解码算法也在不断进行微调，以更加匹配使用者的脑电特征。”李雪说。
“路教授，您好！我在用脑机接口设备给您发信息。”经过训练，李锋第一次用“手”打出了文字。
助患者生存质量突破性改善
尺寸最小、电极最薄、柔性最高……中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员赵郑拓介绍，与国际同类产品相比，这套脑机接口系统实现了极高的集成度，电极和植入体都最大限度“瘦身”。系统的供电和数据传输则由一顶“帽子”实现，“帽子”内装有数据能量传输器，能在十几毫秒内完成神经信号特征提取、运动意图解析和控制指令生成，实现即时精准控制。
“聚酰亚胺材质制成的电极柔软又坚韧，既能让脑组织几乎‘意识’不到异物的存在，还能承受几十克的拉力而不断裂。即使未来需要更换或升级，旧电极也能通过微创手术顺利取出。”赵郑拓表示，此前，大动物实验已经验证了更换植入体的二次植入手术，系统在清醒动物体内埋置超过600天，没有出现感染和电极失效的情况，“预计系统在5年内，不会发生显著的信号衰减。”
目前，这套系统正在推进后续临床试验，2025年内继续进行3至4例小样本前瞻性临床试验，2026年将开启多中心注册临床试验，计划完成30至40例植入手术。“实现光标的精准控制，意味着患者已经有能力控制大量的外部设备，机械臂、外骨骼、机器狗……”路俊锋还将与团队继续努力，帮助患者拓展生活的边界。
“这条路，是完完全全的‘中国方案’。”赵郑拓表示，系统在未来获批注册上市后，有望服务数百万完全性脊髓损伤、双上肢截肢及肌萎缩侧索硬化症患者群体，实现生存质量的突破性改善。
