清华团队30年攻关 推动脑接口技术加速“接入”现实生活

2026.07.30

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    杨滨华


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    周襄楠  贺茂藤


2026年全国两会,脑机接口首次被写入政府工作报告,列为国家培育发展的未来产业之一。清华大学乘势而上、抢抓时代风口,以跨学科协同模式深耕脑机接口领域研究,在神经工程与智能医学领域跻身国际领先行列。30年潜心坚守、持续攻关,清华团队有力推动了我国脑机接口技术突破与产业高质量发展。

率先发力脑机接口探索之路

1995年,国内脑机接口技术尚在萌芽阶段,清华大学生医工程学院高上凯教授、高小榕教授团队在当时率先迈出探索的第一步。为解决航天员在离心机训练中因高强度重力导致眩晕无法及时喊停的难题,保障航天员训练安全,团队在离心机实验环境中依托脑机接口系统,实时监测受训者的大脑意识状态,精准判断清醒程度。

1999年,高上凯、高小榕团队开展了非侵入式脑机接口的临床研究,自主研发的四目标稳态视觉诱发电位(SSVEP)脑机接口成功实现意念操控光标移动,让“用思想控制外物”从想象变为现实。

与此同时,我国脑机接口在医疗健康领域的应用研究也如雨后春笋般蓬勃兴起。清华大学在脑科学与神经调控技术领域提前布局、主动作为。

2000年,清华大学神经调控团队开启了国产脑起搏器研发之路。2009年,清华大学牵头研制的脑起搏器完成首例临床植入,这是我国自主研发的神经刺激器首次临床植入人体,标志着我国在神经调控领域取得重大进展。

2012年,清华大学牵头的神经调控技术国家工程实验室(后升级为“神经调控国家工程研究中心”)获批成立,团队致力于“产学研医”协同创新,相继获批上市国内首款脑起搏器和国内首款可充电脑起搏器,用于帕金森病、肌张力障碍、震颤、癫痫、强迫症等神经精神疾病的治疗。2016年,该类脑起搏器通过国际权威CE认证,取得产品进入欧盟市场的“通行证”,随后在“一带一路”共建国家落地应用,让中国原创脑科学技术惠及更多患者。2018年国家科学技术奖励大会上,清华大学牵头的“脑起搏器关键技术、系统与临床应用”项目荣获国家科学技术进步奖一等奖。

脑起搏器工作原理示意图。

2020年,清华大学牵头研制的“AI+脑起搏器”首次亮相。这款脑起搏器可以通过蓝牙传输脑电信号,具有感知大脑、远程程控、隐私保护等诸多功能,标志着脑起搏器迈入智能时代。

截至2026年4月,该系列脑起搏器已在国内超过600家医院应用,并扩展到海外12个国家,累计植入患者超过38000人。

王甲佩戴脑机接口设备挑战打字。(来源:央视)

随着科技不断发展,大众逐渐感受到脑机接口技术背后的人文温度。渐冻症患者王甲佩戴着清华大学神经工程实验室为他量身定制的脑机接口设备登上央视《挑战不可能之加油中国》的舞台。他依靠脑电波实现“打字”沟通,用意念“朗读”出一首动人的诗歌,纵然全身肌肉无法动弹,思想却依旧能够自由表达。

清华大学在脑机接口领域紧扣国家战略需求开展前沿探索,以自主创新成果持续赋能民生健康。

创新疗法 破解脑病治疗的新密码

脑机接口技术的出现为脑病治疗打开全新通路。神经调控国家工程研究中心立足临床痛点,聚焦患者需求,自主研发出一系列新一代植入式神经调控关键技术,解决了植入式设备在人体内长期安全运行、稳定长效工作、磁共振环境兼容等共性技术难题。应用该技术的新的植入式神经调控系统使用寿命预期可达30年以上,不仅大幅优化了患者的术后体验,并且有望实现“一次性植入、长期获益、终身使用”的临床目标。

脑起搏器突破了传统“单向刺激”模式,向“脑机双向交互”模式跃迁,能够在输出精准电刺激的同时实时采集、解析深脑神经信号,构建集“感知解码-反馈调节”于一体的智能闭环体系,为神经系统疾病的精准调控开辟了新路径。

清华团队在神经信号采集与疾病精准诊疗领域也持续发力、多点突破。清华大学电子系盛兴教授课题组研发4096通道超高密度电极阵列NeuroCam,支持大范围脑电信号的高空间分辨率记录,有力赋能神经科学基础研究,同时为癫痫类神经疾病诊疗相关的神经工程应用带来了新机遇。

颅骨骨髓免疫细胞递送纳米颗粒至脑实质病灶,治疗缺血性脑卒中。

在脑病靶向治疗领域,清华大学生医工程学院张明君教授团队联合天坛医院创新“颅骨免疫细胞微纳机器人”靶向给药,突破血脑屏障,将药物精准送达脑卒中病灶。该技术有望与脑机接口技术深度融合,发展为同时承载“物料流、能量流、信息流”的多方位脑机交互接口。

在神经功能障碍康复领域,清华大学生医工程学院李翀副教授团队联合机械系等研发出眼镜式可穿戴闭环神经刺激系统。该系统能够智能识别面肌痉挛特征信号并进行实时精准干预,从而实现对病症的长期有效管理。

点燃希望 让瘫痪者重新“动起来”

2026年3月,国家药监局批准全球首款侵入式脑机接口医疗器械上市,标志着国际首个侵入式脑机接口医疗器械进入临床应用阶段。这是清华大学生医工程学院洪波教授团队二十余年磨一剑的成果。

截瘫患者使用NEO脑机接口完成脑控抓握。

该产品全称为植入式脑机接口手部运动功能代偿系统,采用硬脑膜外微创植入与无线供能通信技术,如同连接大脑与肢体的无线“翻译官”,绕开受损的脊髓,精准捕捉运动意图并转化为控制信号,帮助脊髓损伤四肢瘫患者重新实现手部抓握、喝水、吃饭等。

从无创算法突破到原创半侵入式路线提出,从完成首例人体植入到联合全国11家医院开展多中心确证性临床试验、完成32例颈段脊髓损伤患者的临床植入……每一步都镌刻着清华团队自主创新的坚实足迹。

NEO脑机接口系统示意图。

清华大学在脑机接口领域的深耕与突破远不止于此。在脑卒中康复方面,机械系季林红教授团队创新研发个体化脑机交互康复技术体系,通过精准解码运动意图驱动神经重塑,为脑卒中精准康复开辟全新技术路径。在脑卒中患者中,因足踝功能障碍而走路“划圈”的人不在少数。北京清华长庚医院康复医学科主任潘钰团队联合电子系窦维蓓教授团队研发脑机接口足踝康复机器人,引导患者实现主动运动训练,帮助他们重获行走能力。

在运动神经重建方面,神经调控国家工程研究中心昌平实验室联合北京清华长庚医院共同提出人工脊髓疗法。该疗法通过脊髓神经调控技术,协同患者体内残存神经信号与肢体运动功能,促进受损神经通路的重建与激活,让原本下肢完全失去运动能力的患者逐步恢复自主运动功能。

当脑机接口走进生活 走向未来

脑机接口技术除了在医疗康复领域得到应用,也逐渐走进生活、走向未来。2025年11月,在北京市“AI+脑机”产业创新工作推进会上,清华大学牵头发布“AI+脑机数据”平台。该平台将通过整合跨尺度、多模态的脑数据资源,为创新主体提供高质量、标准化的数据资源和分析工具,加速关键技术、创新产品研发进程。

在舞台艺术场景中,清华大学脑与智能实验室王小勤教授团队与钢琴家孔祥东、演奏家冯满天等合作探索音乐创造力的神经机制和中国传统音乐的疗愈功能。高小榕团队在舞蹈诗剧《只此青绿》清华演出中,运用群体脑电超扫描技术解析情感共鸣与审美体验的神经机制,让艺术更懂人心,让科技更有温度。

舞蹈诗剧《只此青绿》现场被试人员佩戴便携式脑电图设备。

此外,清华大学生医工程学院刘冉研究员团队联合高小榕团队研发出在抗高振动环境下脑机接口碳基电极,精准锁定动态脑电。教育学院张羽教授团队联合心理系张丹副教授团队在中小学真实课堂中,通过让师生佩戴便携式脑电头环进行多学期纵向追踪研究,观测师生脑际耦合的动态规律,首次系统揭示师生脑同步与学生学业表现的关系。张丹团队还利用“情绪画像”技术精准捕捉抑郁症脑信号,为精神疾病个性化智能诊疗开辟脑机接口新路径。

向新而行、向智而为。清华大学将继续在脑机接口领域潜心探索、笃行不怠,以科技守护生命、以创新联结未来,让“脑智芯连,思行无碍”的理想图景融入大众生活。

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