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意念移物體不是科幻，“腦控”打乒乓球，玩貪吃蛇游戲在上海成為現(xiàn)實。上海腦機(jī)接口科研創(chuàng)新再次取得突破：針對因大腦損傷引發(fā)的運動和語言障礙修復(fù)等重大臨床需求，上海腦虎科技有限公司全自主研發(fā)了256導(dǎo)高通量植入式柔性腦機(jī)接口，近期在復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院先后開展高精度實時運動解碼和語言解碼臨床試驗研究。手術(shù)后兩天，患者即可開展運動/語言解碼試驗，兩周內(nèi)即可實現(xiàn)“腦控”智能設(shè)備和“意念對話”，病人術(shù)后恢復(fù)良好。

1、意念合成運動

High Gamma頻段（70-150Hz）是腦電信號中的一個高頻段，通常與大腦的復(fù)雜認(rèn)知功能和神經(jīng)活動同步有關(guān)。它能提供大腦活動的詳細(xì)信息，尤其運動和感知信息。在植入式腦機(jī)接口臨床試驗中，提取該頻段的信號有助于更加精準(zhǔn)地解碼大腦意圖，實現(xiàn)意念合成運動。

2024年8月，腦虎科技聯(lián)合華山醫(yī)院神經(jīng)外科毛穎/陳亮教授團(tuán)隊順利完成意念合成運動臨床試驗。受試者為21歲運動區(qū)占位的癲癇患者，通過手術(shù)植入256導(dǎo)高通量柔性腦機(jī)接口監(jiān)測病灶并保護(hù)運動相關(guān)的重要腦功能區(qū)。項目團(tuán)隊對其腦電信號的High Gamma頻段進(jìn)行腦電特征提取和模型訓(xùn)練，利用LSTM（長短期記憶）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行連續(xù)時間解碼，整體系統(tǒng)延遲小于60ms。

得益于256導(dǎo)高通量、高質(zhì)量、高分辨腦電信號和自主開發(fā)的通道篩選算法，可快速精準(zhǔn)確定響應(yīng)腦區(qū)，進(jìn)行實時高效精準(zhǔn)解碼。受試者無需動手操作，術(shù)后兩天內(nèi)便可實現(xiàn)“腦控”玩乒乓球和貪吃蛇游戲。經(jīng)過兩周的訓(xùn)練，結(jié)合腦虎科技自主開發(fā)的腦機(jī)操作系統(tǒng)XessOS，受試者可以熟練使用微信、郵箱、淘寶、小紅書、今日頭條等常用APP，以及實現(xiàn)智能家居和智能輪椅的“腦控”，大大滿足了運動障礙患者日常生活所需的基本行動能力。

圖說：時意念操控XessOS系統(tǒng)

2、意念合成言語

漢語是一種以單音節(jié)為主的聲調(diào)語言和圖形語言，不同于英語等字母語言，其產(chǎn)生過程中的信息轉(zhuǎn)換涉及更多腦區(qū)，需要研發(fā)針對漢語特征的神經(jīng)編解碼機(jī)制和信息處理手段。2024年12月，腦虎科技聯(lián)合華山醫(yī)院神經(jīng)外科吳勁松教授團(tuán)隊開展國內(nèi)首例高通量植入式柔性腦機(jī)接口實時合成漢語言臨床試驗。項目團(tuán)隊在語言區(qū)占位腫瘤癲癇患者上進(jìn)行了柔性腦機(jī)接口植入手術(shù)，通過植入256導(dǎo)高通量腦機(jī)接口，幫助其定位病灶并保護(hù)語言相關(guān)的重要腦功能區(qū)。

病人術(shù)后恢復(fù)良好，五天后即可實現(xiàn)142個常用漢語音節(jié)下71%的解碼準(zhǔn)確率，并且單字解碼時延小于100ms，是目前國內(nèi)實時漢語言解碼的最高水平。基于實時漢語解碼，受試者不僅實現(xiàn)了意念實時合成漢語、驅(qū)動數(shù)字分身以及對話AI大模型等高級功能，還能將人的腦電解碼成語言進(jìn)而轉(zhuǎn)化成指令實時操控靈巧手實現(xiàn)人機(jī)交互，有望幫助語言功能障礙患者重建語言功能。

2、首創(chuàng)語言運動“雙解碼”

據(jù)腦虎創(chuàng)始人、首席科學(xué)家陶虎介紹，團(tuán)隊的相關(guān)工作得到天橋腦科學(xué)研究院（TCCI）的大力支持，并獲得國家自然科學(xué)基金面上項目、上海市科委戰(zhàn)略前沿腦機(jī)接口專項項目、上海市經(jīng)信委促進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展專項先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展項目、上海市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項等項目，以及上海市腦機(jī)接口重點實驗室、中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會腦機(jī)接口與交互分會、上海市未來產(chǎn)業(yè)腦機(jī)接口專委會等機(jī)構(gòu)的支持。

此前，華山醫(yī)院已進(jìn)行了我國第三例腦機(jī)接口臨床試驗，采用的是NEO（Neural Electronic Opportunity）腦機(jī)接口技術(shù)產(chǎn)品。“與NEO不同的是，我們的高通量植入式柔性腦機(jī)接口，它的植入部位在硬腦膜下，并且具備高達(dá)256通道的高通量特性，如此一來，采集到的腦電信號在質(zhì)量與精度上都更勝一籌。再者，上海NEO腦機(jī)接口臨床試驗，如同馬斯克的Neuralink開展的項目，重點聚焦于運動解碼領(lǐng)域。而腦虎科技此次對外披露的臨床試驗成果，不但成功實現(xiàn)了實時運動解碼，更是攻克了難度更高的實時漢語言合成難題。”

陶虎進(jìn)一步解釋說，這無疑是此次臨床試驗最為突出的創(chuàng)新亮點。“這不僅是高通量植入式柔性腦機(jī)接口實時漢語言解碼臨床試驗的國內(nèi)首例，甚至是國際首例。也正因為如此，腦虎科技成為國際上首個同時做到實時解碼語言和運動的腦機(jī)接口公司。”

目前，植入腦機(jī)接口的受試者還需戴著頭套、拖著“辮子”——電源線和數(shù)據(jù)線，用來連接腦機(jī)接口和數(shù)據(jù)處理設(shè)備。據(jù)悉，腦虎科技2025年推出的下一代設(shè)備將去掉“辮子”，數(shù)據(jù)傳輸和充電都將實現(xiàn)無線方式。“這次的臨床試驗屬于一個月左右的短期在體試驗，用于技術(shù)驗證，明年我們將繼續(xù)與華山醫(yī)院合作，逐步開展長期在體的臨床試驗。”陶虎透露，計劃用三年完成三類醫(yī)療器械的多臨床注冊。