摘要：随着人工智能、柔性材料、生物传感器等技术的发展，这一科幻场景正逐渐成为现实。近日，在国家科技传播中心举办的“新天工开物——科技成就发布会”脑认知科学专场上，展示了我国脑认知科学领域自主创新成就——“北脑一号”智能脑机系统。

上世纪末，经典科幻电影《黑客帝国》描绘了这样一个场景，通过将装置接入大脑，人类能够直接与计算机交互，感知和控制虚拟世界，给了观众极大的震撼。

随着人工智能、柔性材料、生物传感器等技术的发展，这一科幻场景正逐渐成为现实。近日，在国家科技传播中心举办的“新天工开物——科技成就发布会”脑认知科学专场上，展示了我国脑认知科学领域自主创新成就——“北脑一号”智能脑机系统。

中国科学院院士、国家神经疾病医学中心主任赵继宗表示：“‘北脑一号’智能脑机系统，是国际首次实现百通道以上高通量、无线全植入、准实用化的半侵入式脑机接口产品，能够帮助因脊髓损伤、脑卒中、渐冻症等导致的运动和言语障碍患者实现功能替代和康复”。

从“科幻构想”到“临床现实”

当大脑在思维活动时，神经元之间相互作用会产生微弱但清晰的生物电信号，从而控制人体的所有的感受、感知、情绪、情感和记忆。

脑机接口(BCI)技术的基本原理可以被理解为，用技术手段构建起大脑与外部设备的信息通路，以实现大脑的神经信号与外部世界的直接交互。它能够将人的脑电信号翻译成指令，让“意念”化作“行动”，让不可能逐渐成为可能。

一直以来，脑科学研究被视为人类理解自然和人类本身的“终极疆域”，是本世纪最重要的前沿科学之一。脑机接口技术已被多国明确为重点发展方向，美国、欧洲、日本相继启动各自的大型脑科学计划，发布相关战略规划及政策。

我国也高度重视这一前沿领域。2016年，国务院在“十三五”规划纲要中把“脑科学和类脑研究”列入国家重大科技创新项目。2021年，科技部发布科技创新2030“脑科学与类脑研究”重大项目年度项目申报指南的通知，涉及59个研究领域和方向，标志着“中国脑”计划正式启动。

面向世界科技前沿与国家战略需求，北京市依托优越的跨学科科研与临床资源生态，2023年启动“智能脑机系统增强计划”，由北京脑科学与类脑研究所牵头，聚焦高通量全植入脑机接口这一国际前沿领域，以工程化方式快速推进研发，成功推出“北脑一号”智能脑机系统。

“北脑一号”智能脑机系统，采用柔性聚合物材料和微纳加工技术，研制了柔软贴合、高通道数、高密度的μECoG电极，能够与脑组织形成良好的共形接触，大幅降低接触阻抗，显著提高信号质量。128通道微型无线全植入系统，实现了全球同类产品最高通量,是首个进入临床的百通道以上高通量、无线全植入、准实用化的半侵入式脑机系统。

北京脑科学与类脑研究所仪器仪表中心主任张垒表示,“北脑一号”智能脑机系统包括微型体内机、便携式体外机和软件算法，通过对皮层脑电信号进行采集、传输、处理和解码，实现脑控外部设备，或者解码输出语言，用于脊髓损伤、脑卒中等导致的运动和/或言语障碍患者的功能替代和康复治疗。”

平均年龄29岁的“青年突击队”

要把这样的梦想变成现实，必然需要一支能拼敢闯的队伍。北京脑科学与类脑研究所2024年组建北京市脑机接口青年突击队，由张垒担任队长，整个团队相当年轻，平均年龄只有29岁，80%以上是35岁以下的青年，最小年龄仅23岁。许多人还没从校园的稚气中完全走出来，就已经扛起了最前沿科研攻关的重任。

脑机接口属于高度交叉的领域，这个团队的学科背景也五花八门，有机械、电子、材料、化学、医学、数学这些传统学科，有生物医学工程这样的交叉学科，也有人工智能这样的新兴学科。但到了突击队里，大家就只有一个共同的目标——攻克智能脑机系统。

由于脑机接口属于新兴领域，国内相关人才严重短缺，也没有成熟的经验。团队成员“边学边干，边干边学”，组织文献学习小组、技术指导对子，开展标准培训会，直到深夜还在实验室跑数据，在一次次学习和攻关中迅速成长。

2025年春节前夕，“北脑一号”临床产品生产进入关键节点。在本该阖家团圆的时刻，研发团队和生产团队选择坚守岗位，北京脑科学与类脑研究所所长罗敏敏率先垂范，突击队长张垒带领骨干成员主动留守，日夜奋战，在关键时刻顶住了压力，按时完成任务。

在团队成员的不懈努力下，“北脑一号”智能脑机系统实现了多项技术突破：团队自研的高通道、高密度柔性薄膜电极，生物相容性好，脑电信号记录精度高，能够贴附于硬膜外采集脑电信号，进一步提高手术安全性；高集成度的微型主机，进行大通量、低功耗信号处理；新一代无线短距通信技术，完成低功耗、高带宽数据传输；高实时性、高准确性、多场景编解码算法，输出高精度、低延迟的控制指令，实现更自然的运动解码和高准确度中文言语解码。

“意念驱动”改写生命轨迹

科学技术的意义和价值在于推动人类文明进步和发展。脑机接口技术赋予生命意识操控的可能，对改善神经疾病群体(譬如渐冻症、癫痫、帕金森等)、视听残疾或肢体残疾群体的生活质量具有显著而积极的效果。

今年2月份，在北京大学第一医院，一位四肢截瘫患者完成首例“北脑一号”智能脑机系统手术植入。一片仅有微米级厚度的128通道的柔性高密度薄膜电极，被贴附在患者颅骨内、硬脑膜外，采集患者的皮层脑电信号，并通过无线传输至体外机。

术后训练两周，患者即可实现脑控机械臂、驱动功能性肌肉刺激装置开展康复训练。目前，患者可通过“意念”控制电脑屏幕上光标的移动和点选，实现自由轨迹光标控制，追踪成功率保持95%以上。肌力和运动功能测评，显示康复效果明显，能够完成术前无法做到的抓握、对指等动作。

患者表示：“经过这段时间的运动想象训练和脑控肌肉刺激，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。”

自年初以来，北京脑科学与类脑研究所联合北京大学第一医院、首都医科大学宣武医院、首都医科大学附属北京天坛医院，已完成五例人体植入，包括脊髓损伤截瘫患者、渐冻症导致的言语障碍患者、脑卒中偏瘫患者。

距离脑机接口技术在医疗领域的大规模落地应用并不遥远。今年1月，北京、上海陆续发布脑机接口发展行动方案。8月，工信部等七部门印发《关于推动脑机接口产业创新发展的实施意见》，意见提出“到2027年，脑机接口关键技术取得突破，初步建立先进的技术体系、产业体系和标准体系、“脑机接口产品在工业制造、医疗健康、生活消费等加快应用。”

国家医保局也在今年3月发布《神经系统类医疗服务价格项目立项指南(试行)》，其中专门为脑机接口新技术前瞻性单独立项，设立了“侵入式脑机接口置入费”“侵入式脑机接口取出费”“非侵入式脑机接口适配费”等价格项目。7月，国家医保局支持脑机接口等新技术进入临床并收费。

张垒表示，“‘北脑一号’智能脑机系统早期临床验证成效明显，即将开始注册临床试验，有望在2-3年后获批三类医疗器械注册证实现产品上市”。

在技术进步和政策支持的双重共振下，脑机接口商业化落地前景可期。麦肯锡预测，全球脑机接口医疗应用市场规模有望在2030年达到400亿美元，2040年达到1450亿美元。其中以中枢神经系统疾病治疗为主的市场规模2030年预计为150亿，以情绪评估与干预为主的医疗消费市场规模2030年预计为250亿。

“北脑一号”智能脑机系统之所以能在短时间内取得成功，是“新型举国体制优势、集中力量办大事”的生动体现。这些来自电极、芯片、算法、临床等不同领域的优秀人才砥砺奋进，捍卫了我国在脑科学领域的国际领先地位。

来源：梁小房产资讯