除了意念说话、肢体康复……脑机接口还有哪些应用场景？

·“我们现在看到的和思考的，比大家想象的还要激进。”

当瘫痪患者仅凭“意念”就能控制机械臂完成日常动作；当帕金森病人体内的智能装置能够自动识别症状并精准调控刺激参数；当失语症患者无需发声，大脑信号就能被转化为流畅的语音——这些曾经只存在于科幻作品中的场景，正通过脑机接口技术逐步成为现实。

12月3日，在2025复旦科创大会脑机接口分论坛上，来自临床医学、神经科学和产业界的专家学者齐聚一堂，介绍了这项前沿技术在医疗领域的最新应用进展，并探讨了如何将实验室成果转化为真正造福患者的医疗产品。

神经调控技术的智能化升级

“我们面临的核心问题是如何让治疗更加精准和个性化。”首都医科大学附属北京天坛医院功能神经外科主任张建国说。他所从事的深部脑刺激（DBS）技术，被称为“脑起搏器”，通过在大脑特定区域植入电极，利用电刺激来改善运动障碍、癫痫等神经系统疾病的症状。

传统的脑起搏器采用“开环”模式——一旦开启，就24小时不间断地以固定参数刺激大脑。“这显然不符合人体的生理规律。”张建国说，“患者在不同状态下对刺激的需求是不同的。”

新一代“闭环”神经调控系统则实现了智能化。它能够实时监测大脑电信号，识别患者的症状状态，并自动调整刺激参数。以帕金森病为例，患者大脑中的β波段震荡（13-30赫兹的脑电活动）与运动迟缓、肌肉僵直等症状密切相关。闭环系统通过监测β震荡的强度，只在检测到异常信号时才给予刺激。张建国表示，在刺激时间减少56%的情况下，疗效却优于传统方法。

“这就像从定时浇水变成了根据土壤湿度智能浇水。”张建国形象地比喻。今年，一家美国公司的闭环脑起搏器在中国获批上市，标志着这项技术正式进入临床应用阶段。中国自主研发的闭环产品也已完成研发，即将开展临床验证。

复旦大学类脑智能科学与技术研究院副院长、研究员，神经调控与脑机接口研究中心主任王守岩告诉澎湃科技，神经调控与脑机接口的区别在于前者读取大脑电生理信号以调节神经活动，后者则主要是读取大脑的运动等意图，即“控脑”与“脑控”的区别。然而，这两项技术正在不断融合。

张建国团队的研究发现，帕金森病患者的步态、睡眠与认知障碍等不同症状对应着不同的脑电特征，“未来的闭环系统可能同时监测多个频段，针对患者的多种症状进行个性化调控，”他说，神经调控技术还有可能在难治性抑郁等疾病中“大显身手”。

让“意念说话”成为现实

“作为一名神经外科医生，我们在脑肿瘤手术中尽管极其小心，仍有10%的患者因手术导致失语等后遗症。”上海市脑机接口临床实验与转化重点实验室主任吴劲松说，“如何帮助他们重新获得交流能力，是巨大的临床痛点。”

这个痛点催生了语言神经假体的研发。其核心原理是：当我们说话时，大脑运动皮层会向控制口唇、舌头、咽喉等发音器官的肌肉发出指令。即使患者因脑损伤或疾病无法发声，这些运动指令仍然存在。科学家可以通过植入电极采集这些脑电信号，利用人工智能算法解码其中包含的语音信息，再通过语音合成技术“说”出来。

现有研究主要针对英语，而汉语作为声调语言，其神经编码机制与英语存在显著差异。吴劲松团队开始攻克汉语语音解码难题。他们首先证实了汉语构音中枢与英语的高度相似性，都位于大脑中央前回腹侧部。随后，团队解析了汉语声调在大脑中的编码特征，成功实现了汉语四声调单字的解码。

今年，团队取得了更大突破：实现了汉语418个音节中294个常用音节的实时在线解码，并且能够解码带有声调的完整句子。“这意味着失语症患者未来可以用‘意念’进行完整的汉语交流。”吴劲松说。

目前，团队正在与一家企业合作研发全植入式汉语语言神经假体。这套系统包括贴附在大脑皮层采集脑电信号的柔性电极阵列，一个植入皮下的信号处理和无线传输装置，以及外部的语音解码器和合成器。植入这套系统的患者，即使完全失语，也能通过脑电信号与外界交流。

让瘫痪患者重新站起来

“我希望在未来3-5年，组织一场瘫痪患者的百米赛跑。”复旦大学类脑智能科学与技术研究院副研究员、神复健行创始人加福民在论坛圆桌讨论中说出了这个愿景，“虽然他们跑的速度不一定很快，但我希望他们能通过自己的大脑控制自己的肢体。”

加福民从事的是脑脊接口研究——这是脑机接口的一个前沿分支。对于脊髓损伤导致的瘫痪患者，虽然大脑的运动意图完好，但由于脊髓“中继站”受损，大脑的指令无法传递到肌肉。脑脊接口的思路是在大脑运动皮层植入电极采集运动意图信号，通过解码算法识别患者想要做什么动作，然后直接对脊髓进行电刺激，绕过损伤部位，重新激活下肢肌肉。

“我们面临的是一个无人区，全球范围内都没有可对标的成熟产品。”加福民坦言。过去五年，他的团队在猴子和猪身上进行了动物实验，不断优化电极设计、信号解码算法和刺激模式。

团队已经在实验中看到了令人振奋的结果。“我们现在看到的和思考的，比大家想象的还要激进。”加福民说，“我甚至在思考，有没有可能通过脑脊接口结合类器官和干细胞技术，不仅帮助患者用外部设备恢复运动，而且促进神经重塑，让患者最终靠自己恢复运动能力。”

“中国每年有30万因车祸、高坠等原因导致的脊髓损伤患者。”吴劲松指出，“让不能走路的人站起来，从医学角度讲这是奇迹，从家庭角度讲这是福音，从患者角度讲这是期待。这就是我们为什么要做这项工作。”

除了语言和运动功能重建，脑机接口技术还在向更多感官领域拓展。在运动控制方面，今年3月，上海团队完成了中国首例、世界第二例高密度柔性电极植入式脑机接口临床试验。一位因电击伤失去四肢的患者在接受手术后，仅用一个月的康复训练，就能通过"意念"控制二维光标。六个月后，他已经能够实现三维运动控制，操作机械臂、智能轮椅甚至机器狗。

在视觉恢复方面，复旦大学张嘉漪教授团队正在研发人工视网膜。对于因视网膜病变导致失明的患者，如果视神经和视觉皮层仍然完好，就可以通过植入芯片，将光信号直接转换为电信号刺激视神经，帮助患者恢复对光线和色彩的感知。

脑机接口创新者面临的核心难题

尽管技术进展令人振奋，但将实验室成果转化为真正的医疗产品，仍然面临巨大挑战。

“医疗器械从研发到上市通常需要10年时间。”吴劲松指出。这个过程包括概念验证、动物实验、初上人体试验、注册临床试验等多个阶段，每个阶段都需要大量资金投入和专业团队支持。

“我们站在无人区，没有可对标的产品，我们吃的亏可能就是别人的前车之鉴。”加福民说，这是前沿科技创业者共同的焦虑。如何高效利用资源、组建跨学科团队、跨越从科研成果到成熟产品的“死亡之谷”，是所有脑机接口创新者面临的核心难题。

在上海，一个由政府、资本、高校、医院、孵化平台与科创企业共同构成的脑机接口创新网络正在形成。临港集团副总经济师翁巍将孵化平台的角色比作“服务员、救护员和指导员”，旨在帮助科学家团队“少走弯路，加快产品研发”。以上海国投先导基金为代表的“耐心资本”，则为需要长期孵化的颠覆性技术提供稳定支持。

在科创大会现场，复旦科创投资基金正式设立，总规模10亿元，以直投的方式支持校内前沿科技成果转化。会上宣布上海祖泉创新转化研究院成立，将聚焦四大战略性新兴产业以及量子计算、脑机接口、可控核聚变和类脑智能等未来产业。

与会者们表示，只有当临床需求、源头创新、耐心资本、产业配套与政府支持这几个齿轮紧密啮合时，脑机接口这台重塑未来医疗的强大引擎才能真正被驱动起来，实现精准的神经调控，自由的意念交流，乃至生命的潜能重建。