第四届智慧医疗与康复大会暨第七届脑机接口论坛


2025年9月18-20日 上海

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2025脑机接口十大创新成果发布!我国迎来脑机接口标准化路线图

来源: 更新时间:2024-04-01 点击次数:407次

由科技部、国家发展改革委、国务院国资委、中国科学院、中国工程院、中国科协和北京市政府共同主办的2025中关村论坛年会于2025年3月27日-31日在北京举办。

2025中关村论坛年会以“新质生产力与全球科技合作”为年度主题,设置了论坛会议、技术交易、成果发布、前沿大赛、配套活动等5大板块、128场活动,涉及100多个国家和地区,上千名演讲嘉宾将齐聚一堂,共议科技创新培育新质生产力,为全球创新发展提供新思路、新启示。

在今年的中关村论坛平行论坛“脑机接口创新发展与应用论坛”上,脑机接口产业联盟发布了2025脑机接口十大创新成果。这些成果涵盖了技术突破、临床应用、产业生态等多个维度,展现了我国在脑机接口领域的原始创新能力与多学科协同的强大势能。

1. “北脑一号”

由北京脑科学与类脑研究所和北京芯智达神经技术有限公司联合研发,是一款128通道的微型、无线、低功耗全植入系统。集成了自主研发的柔性高密度脑皮层电极,以及高采样率、大通量、低功耗的脑电数据采集、处理和无线传输技术,128通道同时采集的信号通量位居国际同类产品之首。

这一创新性成果标志着脑机接口在语言功能恢复领域迈出关键一步。该系统针对脊髓损伤、脑卒中等导致的运动功能障碍,进行了精细运动解码,并对渐冻症等导致的失语实现了中文语言解码,已在多家医院完成临床验证。

目前,“北脑一号”先后在北大第一医院、首都医科大学宣武医院、天坛医院成功完成三例人体植入手术。至今,3例患者状态良好,其中瘫痪病人已实现意念控制运动,因患渐冻症而失语的病人已实现中文交流能力。

“北脑一号”采用卷积神经网络(CNN)与Transformer架构相结合的神经编解码技术,具备高效的语言信号处理能力,临床实践数据显示,其单字解码时延小于100毫秒,为当前国际最高水平。随着训练时间的增加,解码准确率正稳步提升,响应速度持续优化。未来,除进一步提升解码能力,团队将从解码有限字集扩展至开放字集,预计将实现上万汉字的实时解码,从而实现更自然、更流畅的语言交流。

2. “三合一”颅骨植入式脑脊接口微型设备

由复旦大学类脑智能科学与技术研究院研发。该团队已联合复旦大学附属中山医院、复旦大学附属华山医院成功完成4例临床概念验证手术,严重脊髓损伤患者在两周内实现自主控腿、迈步行走,标志着脊髓损伤治疗迈入“神经功能重建”新纪元。2家医院、4例手术的完成,也初步证明新一代脑脊接口方案的可行性、可复制可推广。

复旦大学类脑智能科学与技术研究院加福民团队全球首创的“三合一”脑脊接口技术——通过通过4小时微创手术植入直径仅1毫米的柔性电极,在脑与脊髓间搭建“神经桥”,创伤面积缩小90%。其AI算法可毫秒级解析信号,32个物理通道模拟256个虚拟通道,精准捕捉0.1微伏级神经电信号,下肢肌群控制准确率达92.7%,术后24小时,人工智能辅助下患者即可恢复腿部运动。

团队还在受试者身上发现了脑脊接口对神经重塑的作用,将进一步观察以了解其背后机制。

下一步,团队计划继续开展更多临床概念验证工作,积累更多真实数据,进一步迭代算法;同时,将完善“三合一”颅骨植入式脑脊接口微型设备,完成第三方产品型式检验,做好产品注册临床试验准备。

在此基础上,他们还将研发针对脊髓损伤患者的系列神经调控新方法、新技术,如针对轻症患者开发穿戴式神经调控装备、多模态运动监测系统等。

3. 双环路协同演进脑机接口系统

由天津大学脑机海河实验室团队与清华大学集成电路学院团队联合研发。系统基于忆阻器神经形态芯片,首次揭示了脑机交互过程中脑电发展与解码器演化的协同增强效应,实现了生物智能与机器智能的互适应、互学习,为未来实用型脑机接口系统提供了理论基础。

在双环路框架下,“机学习”环路中的忆阻器解码器通过适应脑电信号波动完成解码参数更新,“脑学习”环路中的任务相关脑电特征在“决策-反馈”循环的引导下不断正向演化。相关算法基于128Kb规模的忆阻器芯片实现了硬件化部署,将脑电信号的多步计算过程优化为单步计算。

系统评估表明,相比于传统纯数字硬件方案,忆阻器芯片的归一化解码速度可提升2个数量级以上,能耗可降低3个数量级以下,高效支撑了四自由度脑控无人机任务目标的成功实现。在约6小时的长时程脑机交互实验中,大脑和解码器的贡献比例呈现动态变化,展现出了脑机协同演进的过程:初期以解码器自适应更新为主,随着时间推移,大脑贡献逐步增加,最终脑机接口性能不仅没有下降,还实现了约20%的准确率提升

4. 脑电大模型LaBraM

是由上海零唯一思科技有限公司推出的脑电大模型,是全球首个脑电大模型。通过将脑电信号划分为通道补丁,设计神经频谱预测器和向量量化编码器,LaBraM能够处理不同时长和通道数的脑电数据。在情绪识别等多个下游任务上,性能远远优于传统的深度学习模型,相关成果入选ICLR 24热点论文。

5. 基于混合现实的脑机接口系统

华东理工大学提出了一种基于虚实融合控制框架的思维增强脑机接口系统,这一系统具有轻量化的便携设计,通过混合现实技术与脑机接口的深度集成,模块化设计和灵活的算法配置,实现了对四足机器人的高效稳定控制,并适应多种复杂场景,在强光干扰下的高性能表观。

在医疗康复领域,系统可以用于帮助行动障碍患者进行康复训练;而在工业巡检领域,系统可以用于控制四足机器人在复杂环境中执行设备检测、故障排查等任务;在智能交互领域,为智能家居、智能驾驶等领域的发展提供重要参考。

6. 可充电方向性蓝牙可感知脑起搏器

北京品驰医疗设备股份有限公司研发的这一脑起搏器,产品为三类有源植入医疗器械,为双通道、可充电植入式脑深部电刺激脉冲发生器套件。产品突破了方向性刺激、脑电采集、方向刺激同步记录、异地远程控制等创新技术,是国产首个自主研制的可充电方向性蓝牙可感知脑起搏器。

其工作原理是由植入在患者体内的脉冲发生器发出电脉冲,再通过植入在患者大脑内部特定部位的电极,持续刺激靶点部位神经,从而缓解脑部疾病症状。

与同类型的国际产品相比,其通过更合理的电极配置方式、可感知蓝牙和体外无线充电等技术优势,能够更加精准地输出脑电信号,帮助医生更高效地监控患者状态,达到更佳的治疗效果。目前,该产品已广泛应用于帕金森病、肌张力障碍等神经功能性疾病的治疗。

7. 双靶点植入式脑深部电刺激系统

是景昱医疗科技(苏州)股份有限公司自主研发的双靶点DBS系统,是首个通过双靶点电刺激技术治疗药物成瘾的创新医疗设备,已获得FDA突破性医疗器械认证及国家药监局创新医疗器械特别审批,在成瘾治疗方面技术领先,填补了药物成瘾治疗领域的技术空白。

8.脑电采集康复训练设备

上海韶脑传感技术有限公司研发的脑电采集康复训练设备,已于2024年12月获上海市首张非侵入式脑机接口医疗注册证,已在在复旦大学附属中山医院、首都医科大学附属北京天坛医院、上海岳阳医院、温州人民医院等10余家三甲医院开展临床试用,累计服务患者超500例,医生认可度达92%,患者满意度85%。

该设备运用无建模运动想象解码技术,搭配高效的脑电采集技术,快速精准解析脑电信号,转化为康复控制指令。设备还整合多种康复设备,构建综合训练体系,同时结合 VR 打造沉浸式环境,激发患者主动参与,提升训练积极性与专注度化。

9.无创闭环时域干涉深部电刺激系统

由中国科学院深圳先进院脑研究所孵化的深圳中科华意科技有限公司研发的无创闭环时域干涉深部电刺激系统,通过多模态神经影像数据采集、数字孪生建模、AI算法驱动精准定位导航和可编程多模态电刺激四大核心技术,首创多模态神经影像数据融合的闭环调控体系,通过个体化头模建模和基于深度学习算法的定位导航系统,实现了深部脑区的无创精准调控,提高了刺激聚焦度60%以上。

标志着我国在无创深部脑刺激领域取得突破性进展,将为多种脑功能疾病的无创精准诊疗发展提供新方案,推动神经调控进入精准医疗时代。

10.

中国信息通信研究院作为脑机接口产业联盟理事长单位,牵头组织清华大学、天津大学、电子科技大学、浙江大学、首都医科大学附属北京天坛医院、北京脑科学与类脑研究所、上海交通大学、北京理工大学、上海大学、西北工业大学、中国医学科学院生物医学工程研究所、华南师范大学、中国科学技术大学海南大学、复旦大学附属华山医院等50余家脑机接口产业联盟单位编写发布《脑机接口标准化路线图(2025年)》

路线图从系统性、全局性视角出发,构建了一个覆盖技术、产业和标准化的完整行动框架,核心内容包括五大板块:一是简要梳理全球脑机接口技术与产业发展的动态趋势;二是深入剖析国内外标准化建设现状;三是首次发布脑机接口标准体系全景图,涵盖基础共性、关键技术、场景应用及技术治理四大类标准,为全产业链协同创新提供清晰指引;四是绘制分阶段、分领域的全生命周期标准化路线图,明确 2025-2035 年发展时序;五是提出了脑机接口标准化的六大核心支撑要素,从技术、验证、宣贯、组织、国际化及人才等六方面,为脑机接口标准化工作实施提供全方位保障。

通过“现状分析-体系构建-路径设计-保障机制”的逻辑闭环,路线图为脑机接口标准化提供全面、系统且具前瞻性的规划,为后续开展脑机接口标准化协同工作提供理论支撑,推动脑机接口技术在全球范围内的规范化应用和创新发展。

十大创新成果不仅展示了我国在脑机接口领域的技术实力,还为医疗、康复、人机协作等领域带来了深远影响。从“北脑一号”的临床应用到脑电大模型的技术突破,这些成果正在推动脑机接口技术从实验室走向实际应用,为解决神经疾病、运动功能障碍等重大医学问题提供了新的解决方案。同时,标准化路线图的发布,也为全球脑机接口产业的规范化发展提供了重要参考。