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从科研到临床 看高水平脑机接口创新与产业高地如何打造

来源:央视新闻客户端 11-30 王胜东 张景 康骏驰 夏子雅 邓煜洲

近日,“AI+脑机数据”平台在北京正式发布。这个平台可为高校、科研单位、医院及企业提供标准化数据接口,并配套数据采集、解码等技术支持,助力相关机构获取高质量、可信赖的脑机数据,进而推动顶尖科研与临床资源整合,破解数据壁垒问题,为脑机接口领域研究构建坚实的数据基础。

这个由清华大学牵头并联合多方发布的“AI+脑机数据”平台,可以有效整合医院、科研院所、疾病中心等不同单位的脑机数据资源,将脑机数据的采集、建模、应用和反馈等形成一个闭环,不仅能打破过去科研领域各自为战的格局与数据不互通的壁垒,还能为众多从事脑机接口创新研究的机构及人员,提供高质量、标准化的脑机数据资源与专业分析工具,从而推动脑机数据的整体研究。

清华大学计算机系副主任 李国良:这些数据我们会采集也会解码,后面还得打标注,以及后面对这种脑机数据建模,去模拟人的大脑,模拟之后我们才知道发现疾病之后怎么去诊治,我们目标就是通过一个标准的接口,让更多的科研单位、更多的医院能够接入这个数据,帮助这些科研院所,保障医院帮助患者能解决他们的问题。

“生物隐身”破解脑机接口安全稳定难题

那么脑机接口到底是做什么用的?通俗点解释,它相当于在大脑与外部设备之间建立了一条“信息高速公路”,让大脑的指令能够不依赖于神经和肌肉,直接能控制电脑、机械臂等设备,从而为部分有脑部、神经系统疾病的患者提供康复治疗手段,并助力脑科学研究。脑机接口牵涉领域多样,对精密性要求极高,不但要搭建数据平台,还要不断破解各项技术难题,近期,清华大学课题组研究的脑机接口的核心器件也有了新突破。

记者日前在清华大学见到了这款最新成果:自带“生物隐身”技能的脑机接口核心器件——“仿组织支架神经电极”(“组织支架”专有名词)。

清华大学生物医学工程学院助理教授 戴小川:相对于这根头发丝来看,这边非常像蝉翼一样的半透明的薄膜的东西,就是仿组织支架神经电极。这里面有非常多非常细小的一些细丝,我们都不一定能够看得非常清楚,这是因为这些细丝的大小比头发丝还要再小很多。

作为侵入式电极,“仿组织支架神经电极”融合了微电子光刻技术,不仅在尺寸上实现了亚细胞级突破,还具备与细胞完美匹配的柔性。它的三维多孔结构能让神经细胞“钻进去”,极大地避免了人体的排异反应,从而达到隐身效果,基本解决了侵入后的长期安全性与信号稳定性难题。借助北京市的产业聚集优势,高校还能让这类创新成果快速对接产业资源,实现就近落地与高效迭代。

清华大学生物医学工程学院助理教授 戴小川:像我们这个技术从实验室中出来之后,非常容易找到一个我们可以落地的地方,让新兴的小的创新企业和我们高校的团队有非常密切高效的合作,这个是让我们技术不断向前迭代并且提速的一个很重要的原因。

临床试验 脑机接口点亮患者康复希望

根据电极与大脑神经组织的接近程度,脑机接口主要分为非侵入式、半侵入式和侵入式三类,在临床试验上,医生也会对不同患者选择不同的方式。北京汇聚了北京天坛医院、首都医科大学宣武医院等国内顶尖的神经科学临床机构,这为脑医学研究和脑机接口技术的临床应用奠定坚实基础。目前,多名患有偏瘫、脊髓损伤等疾病的受试者在这些医院接受脑机接口神经调控新疗法,已经取得一定的康复效果。

在北京天坛医院,这位脑机接口试验受试者2023年突发脑卒中,左侧肢体偏瘫,左手臂抬不起来,左手指没法伸开。今年5月,他接受了脑机接口成果“北脑一号”装置植入手术,在支配左上肢活动的右脑运动功能区植入柔性电极,采集脑电信号并解码,给贴在左手臂上的电极发出指令,通过电刺激让肌肉收缩,带动左手活动。

“北脑一号”半侵入式脑机接口试验受试者:想象抬手,想象抓东西,我想哪个肌肉发力,抓握这个东西,它就给电,就刺激这个肌肉去拿。

北京天坛医院神经外科中心常务副主任 曹勇:在未来的一年中,我们和“北脑一号”有临床研究,要入选50例到100例病人,在全国多中心开展研究。

而在语言认知方面,今年,宣武医院联合北京脑科学与类脑研究所完成全球首例无线植入式言语脑机接口临床试验,系统解码了与日常生活密切相关的62个字词。结合人工智能语言模型,因渐冻症导致失语的受试者可以完成“我要吃饭”等句子的意念表达。

全链贯通 推动脑机接口产业集聚发展

今年,《加快北京市脑机接口创新发展行动方案(2025—2030年)》提出:推动脑机接口产业集聚发展,形成集基础研究、技术创新、应用开发、成果转化与产业化于一体的脑机接口示范区,打造高水平脑机接口创新与产业高地。北京正在创新产业生态,为脑机接口全链条发展提供政策支持和前瞻性的产业布局。

作为北京市首批新型研发机构之一,北京脑科学与类脑研究所已从全球引进高水平科学家39位,建成影像、微纳技术等11个国际一流、功能完备的技术平台,成为北京脑机接口研究领域的关键创新一环。其脑机接口、脑疾病基因治疗等技术,已获批17项研究者发起的临床研究。

北京脑科学与类脑研究所所长 罗敏敏:我们有很多高端的研究人员做理论、核心技术的研发;我们也有非常强大的工程师队伍,我们还有各种各样的技术平台,对于检验这些不同的脑机接口产品,都是非常有帮助的。我们也很乐意分享这些设施。

为推动脑机接口创新链与产业链深度融合,今年9月,中关村(昌平)脑科学与脑机接口产业园在京正式揭牌启用。产业园选址就在北京脑科学与类脑研究所所在的中关村生命科学园内,聚集各类创新要素资源,启动脑机接口展厅、实验场、孵化器、加速器建设,并对入驻上下游企业提供生态支持。

健达九州(北京)生物科技有限公司政府事务经理 郭瑞亮:产业园协助落实了在税收减免、研发补贴、人才落户等方面的专项政策支持,服务保障方面,配套专业的法务、财务、知识产权等部门,协调投融资对接和市场推广渠道,同时完善人才招聘、员工住宿、交通通勤等生活配套,全方位降低了企业运营成本。

现在,北京已集聚50余家脑机接口创新企业,呈现出了侵入式产品、非侵入式产品、辅助设备的多元化研发态势。到2030年,将培育3到5家具有全球影响力的科技领军企业、100家左右创新型中小企业,打造1至2个脑机接口产业发展集聚示范区,实现脑机接口创新产品在医疗、康养、工业、教育等领域的规模化商用。

北京市科委 中关村管委会医药健康科技处处长 郭澜涛:下一步,我们将加快突破电极、芯片、算法等核心技术瓶颈,建设高质量的“AI+脑机数据”平台、概念验证平台和共性技术平台,推动监管科学创新和标准创制,推动脑机接口产业成为新的经济增长点。

编辑:李华山

2025年12月02日 08:18:07

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