科研、应用双丰收！我国脑机接口领域近期成果一览

2024年10月1日，国家知识产权局网站公布了一项名为“控制刺激器的方法、刺激器、脑机接口系统和芯片”的新专利，专利申请人为华为技术有限公司。这项专利提供了一种全新的控制刺激器的方法、刺激器、脑机接口系统和芯片，其核心在于通过获取与刺激器耦合的电极电压，判断是否施加电脉冲。

这是华为继2023年6月公布的一项名为“一种脑机接口装置和信息获取方法”的专利之后，再次在脑机接口领域取得的重要成果。

该技术方案不仅能够有效提升刺激器的控制精度，还显著增强了系统的安全性。根据专利内容，该方案具有重要的应用前景，有望在医疗、康复、教育等多个领域发挥作用。这一突破标志着华为在脑机接口技术方面的持续深耕，为未来的实际应用奠定了坚实基础。

与此同时，来自天津大学、北京工业大学、天津中医药大学和南方科技大学的研究人员也取得了令人瞩目的成果。他们合作设计出一款八通道高压神经刺激集成电路，采用双相指数波形输出和电荷平衡技术，极大提升了神经刺激的效率和安全性，为实现更精准、更可靠的脑机接口通信提供了有力支持。

相关研究成果已于 10 月 17 日作为《Neuroelectronics》创刊号的首篇文章（DOI:10.55092/neuroelectronics20240001）发表，为神经调控和植入设备的进一步发展带来了新的契机。

这款高压神经刺激芯片突破了传统技术瓶颈，能够输出高达30V的高压，特别适合用于高阻抗电极-组织界面，确保足够的电荷传输。

同时，其创新的主动电荷平衡机制将每个周期的残余电荷量降低到仅0.77%，长时间使用时更加安全。

此外，该芯片采用指数波形输出，使得功率效率高达98%，有效降低了能量消耗和热量散发。

在实际应用中，这款高压神经刺激芯片展现了显著的效果。体内和体外实验均验证了其有效性，例如在大鼠的迷走神经和坐骨神经刺激实验中，获得了显著的效果。

这一技术进步能够为未来神经科学研究、医疗康复以及人机交互等领域开辟新的可能性。

北京在脑机接口领域，已开发了千通道级的微丝神经电极、脑机接口专用芯片、高精度低延迟的中文实时神经解码系统、基于皮层脑电的运动和语言实时解码模型等，在实际应用方面，“北脑一号”和“北脑二号”的成果进展值得关注。

“北脑一号”通过高密度、柔性的电极与脑组织共形接触，高精度采集脑电信号，目前，系统已经布局了6项临床研究。

“北脑一号”智能脑机系统面向重大脑疾病、脑损伤引起的运动和语言功能障碍康复重塑的临床需求，搭建肢体瘫痪主动式康复训练和失语症辅助沟通交流等多种脑机接口临床应用场景。

在有线版完成全链路联通的基础上，芯智达在开展“北脑一号”无线全植入微系统的研发和工程集成，已完成工程机开发，在通过临床前安全性和有效性的检测与动物试验验证后，预计在2025年初，进入人体长期植入和解码的临床研究阶段。

而采用了高性能脑机接口系统“北脑二号”高性能脑机接口系统“北脑二号”，则在非人灵长类动物实验中取得了关键指标的国际领先成果，并在国际上首次实现非人灵长类对二维运动目标的脑控拦截。

“北脑二号”智能脑机系统聚焦动态精准运动控制、认知恢复与增强、全身导航运动控制、视觉重塑与增强等功能，搭建多个非人灵长类和啮齿类的脑机接口系统验证平台。随着“无线版”脑机系统的不断研发和完善，未来有望帮助脊髓损伤、脑卒中、渐冻症等运动、语言失能患者实现功能重建，提升他们的生活质量。

“北脑一号”和“北脑二号”的研发成果填补了国内在脑机接口技术领域的空白，为神经科学和医疗健康领域带来了新的发展机遇。这些系统的成功研发，不仅为研究人员提供了强大的工具，也为患者带来了更多的治疗选择。

除了上述成果外，国内其他科研机构、组织及脑机接口企业也在各自领域取得了显著进展。例如，专注脑机交互应用研发的博而雅科技，近期发布蓝核桃脑机交互系统，采用自研超柔性石墨烯电极，静息态+多模态任务的脑电采集范式，高性能脑电芯片利用创新性智能分析算法实时分析，可实现认知障碍、抑郁症精准筛查，帮助早期识别认知障碍风险，有效延缓认知障碍。

在政策支持方面，国家层面对脑机接口技术的重视和支持为行业发展提供了强有力的保障。工信部副部长王江平在国务院新闻办发布会上表示，将出台推动未来产业创新发展的实施意见，重点发展包括脑机接口在内的新领域新赛道。同时，工信部已提出脑机接口标准化技术委员会的筹建方案，国家药监局也批准了多项有关脑机接口技术的医疗器械行业标准的立项。这些举措将为脑机接口技术的规范化发展奠定基础，有助于加速技术创新和产业化进程。

随着国家政策的大力支持以及科研机构的积极参与，中国脑机接口产业正迎来快速发展的黄金期。未来，这一领域有望成为推动经济增长、改善民生的重要力量，为中国在全球科技竞争中赢得先机。