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【清华育人故事】生医工程学院洪波:神经奇迹、五瓣丁香与向量定律

Ta对学生的期待:每个人的大脑有1000亿个神经元,每个神经元还和其他1000多个神经元产生连接,正因为如此,每个人都拥有自己独特的大脑和独特的思想。希望同学们都能够选择独特的方向去发展自己,而不是追随和复刻他人的人生,这是我们选择人生道路的力量,这个力量会支撑你走得更远。

“我们是工程师,可是,工程师不能总是埋头跟硬件软件打交道。再去医院看看吧,我们的研究对象是人,只要往前推进一小步,就能改变很多人的命运。”这段话出自清华大学2024年招生宣传片《奇迹》,片中清华大学生物医学工程学院教授、为先书院院长洪波与学生语重心长的对话,正是他与实验室同学们真实心路历程的写照。

神经奇迹:脑机接口让瘫痪病人动起来

“我本科是电机系毕业的,电机研究能量的传输。有一天导师跟我说,你对人脑里面的信号传输感兴趣吗?我说,试试看吧。从此,我就开始了和人脑打交道的研究生涯。”正如洪波自述,二十年如一日,他带领团队投身到中国最早的脑机接口技术研究中,开发无创脑机接口新范式,解析人脑语音语言处理机制、脑网络动态演化规律,取得了一系列重要的科研成果。他指导的博士生创立了国内最早开展脑机接口技术产业化的创业公司——博睿康,实现了脑电设备的国产替代,植入脑机接口临床转化跑在了最前面。

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洪波与学生在微创脑机接口动物试验现场

为了推动我国脑机接口辅助瘫痪病人康复技术的发展,洪波另辟蹊径,提出硬膜外无线微创脑机接口技术方案。随之而来的,是进入技术无人区的迷茫、成果发表的压力、医生患者的质疑……然而洪波带着团队历经十年探索,矢志不改。他鼓励学生要有十年磨一剑的耐心与恒心,带领他们反复讨论方案、深入手术现场、拜访患者家庭。2023年10月,洪波团队与合作者成功开展了世界第一例无线微创脑机接口“植入式脑机接口手部运动功能代偿系统”(简称“NEO”系统)临床试验。当因脊髓损伤高位截瘫十五年的患者老杨在NEO脑机接口的帮助下第一次自主拿起水瓶喝水的时候,在场所有人无不为之动容。更令大家惊叹的是,经过数月的脑机接口辅助训练,老杨的感觉运动功能显著提升。团队因此提出了脑机接口通过神经信号耦合促进脊髓损伤神经修复的新假说,并开始了新一轮的数据采集和验证。目前团队已经合作完成32例瘫痪病人的多中心脑机接口临床植入实验,相关研究入选《自然》杂志2025年值得关注科学事件。

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课题组师生和首例微创脑机接口NEO临床试验患者做客央视一套《开讲啦》

五瓣丁香:在学生们心中种下信念的力量

“大学之道,在明明德,在亲民,在止于至善”。洪波带领团队开展脑机接口前沿研究的同时,曾经担任医学院党委书记十多年,为清华医学学科建设发展和人才培养倾注心血。每年,他都会主讲学院、书院新生入学第一堂思政课,带领师生重走“清华精神之路”,激励大家传承发扬“爱国奉献、追求卓越”的精神,“从我做起,从现在做起,与祖国同频共振”。

阳春三月的清华园,洪波为实验室学生们布置了一个特殊的任务,找到清华园里五瓣的丁香花。“即使是这样的小概率事件,对于有勇气去寻找,专注坚持下去的人,找到的概率几乎是百分之百”“有了勇气和专注,你们的生活和事业中,会有更多的五瓣丁香”。以五瓣丁香为例,洪波始终引导学生保持积极心态,他邀请课题组创业校友返校交流分享,并参与“502师生友”生医工程讲坛等交流活动。近两年,课题组毕业研究生均前往生物医学工程行业领域重点单位就业,多名学生选择了和导师同样的路,继续从事脑机接口核心技术研发工作。

20260413-清华育人故事之生医工程学院洪波-研工部-洪波、刘涛(课题组毕业校友)和生物医学工程学院师生共话医疗仪器产业创新.jpg

洪波、刘涛(课题组毕业校友)和生物医学工程学院师生共话医疗仪器产业创新

向量定律:鼓励学生们找到自己独特的方向

人脑的计算与认知微妙精深,洪波在课堂上常常以生动形象、循循善诱的讲解,引导学生们增进对神经科学的兴趣,鼓励学生们大胆猜想小心求证,培养严谨的学风。在介绍人脑听觉神经机制时候,洪波在课程中穿插有趣的辨音测试;在认知与神经计算课程中设计有挑战性的作业,让学生们通过处理实际的神经数据加深对神经元运动编码的理解。

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圆明园组会

实验室里,洪波着力营造“师生从游、亦师亦友”的氛围,打造有温度、有凝聚力的课题组。他经常带着学生们去清芬园、清青咖啡,边吃饭边讨论课题,师生畅所欲言,在开展学术指导的同时加强对学生的职业生涯规划辅导与生活关怀。定期组织集体聚餐、外出踏青等活动,鼓励学生发现生活中的美好,感悟创造和发现的意义。他引导学生将患者当作朋友,组织学生们参与临床试验患者随访,并邀请患者到校园参观交流,注重在科研活动中培养学生的同理心与社会责任感。

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课题组师生和微创脑机接口NEO临床试验患者

“我是研究脑科学和脑机接口的。在座的每一位同学,从你们来到这个世界开始,你们大脑的连接就是与众不同的。1000亿的神经细胞,每个细胞平均还和其他1000多个细胞产生连接,如果把你们大脑的连接系数看成一个高维的向量,这个向量空间有百万亿维。在这样的高维向量空间里每个人的大脑都是唯一的,独特的神经连接产生独特的思想。每个人都是独特的,希望同学们都能够选择独特的方向去发展自己,而不是追随和复刻他人的人生,这是我们选择人生道路的力量,这个力量会支撑你走得更远。”

洪波用他总结的“向量定律”言传身教,给所有立志深耕脑机接口技术和生物医学工程领域的学子深刻的启示。他告诉学生们,作为工程师,哪怕是最困难的病症与问题,念念不忘则必有回响;作为研究者,科研之路上,要勤于另辟蹊径、勇攀险峰;作为清华人,要敢于担当,心怀“国之大者”,为民族复兴与人民幸福贡献力量。

供稿:研工部

编辑:刘芳芳

审核:刘蔚如 郭玲

2026年04月20日 11:19:30

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