接受脑机接口手术后，高位截瘫患者用“意念”驱动机械手稳稳握住水杯的场景，让这项颠覆性技术进入大众视野。今年，脑机接口领域热点不断：开年，“杭州六小龙”之一的强脑科技确认完成20亿元融资，刷新国内赛道单笔融资纪录；3月，全球首款侵入式脑机接口医疗器械获批上市，研发企业博睿康科创板IPO获受理；6月，南通大学附属医院完成江苏首例侵入式柔性电极系统植入术……

“十五五”规划纲要将脑机接口明确为六大未来产业之一。当多条技术路线在信号精度与手术创伤间寻求最优解，当政策、资本、技术与临床加速共振，这场涉及芯片、算法、材料、医疗的系统性创新，已经按下“快进键”。近日，记者采访江苏4家科技企业、高校院所，看创新一线如何从不同方向协同发力，推动“脑想事成”加快成真。

脑机交互新范式，让“所想即所得”

一只植入脑机接口设备的猕猴，被圈坐在猴椅中。面对眼前出现的小面包，它自然而然地产生抓取意图。仅仅0.2秒，脑机接口系统就解码出猕猴的抓取意图。随后，AI系统读取并将意图转化成机器语言，发送给具身智能系统。接着，具身智能系统指挥机械臂和灵巧手准确快速地抓起小面包，再平稳地递给猕猴。

4月，中国科学院自动化研究所余山博士团队、中科意象（南京）科技有限公司联合展示了这一实验过程。猕猴“所想即所得”，验证了“意图解码+AI规划+具身执行”的脑机交互新范式，展现了脑机接口、AI、具身智能三大技术融合应用的成效。

余山是中国科学院自动化研究所脑图谱与类脑智能实验室主任，也是中科意象创始人兼首席科学家。作为侵入式脑机接口细分赛道的一员，2024年8月成立的中科意象近期完成第二笔、数千万元天使轮融资。

‌中科意象总经理‌韩新勇介绍，以脑机接口为基础技术，实现“大脑”与“机器”更深层次融合的“脑机融合智能”，是未来发展的必然趋势。公司聚焦“脑机融合智能”打造包括硬件、算法与系统集成的全栈技术体系。在硬件层面，“激光颅骨微创+自动柔性电极植入”的一体化设备，以直径仅约0.3毫米的“针灸级”颅骨微孔替代传统开颅方式，结合手术机器人实现柔性电极的精准植入，从而极大地减少电极植入手术的创伤、风险和成本。

在算法层面，基于运动过程中的脑内位置编码机制，中科意象开发的运动规划解码模型，仅需数十个通道的信号即可准确解码大脑意图和预测大脑意图产生之后的手部运动轨迹。因此，脑机接口的植入体，无需追求数千个通道的高带宽，更安全、更实用、更高效。

“我们的技术路线是解码意图，而不是解码动作。”韩新勇还解释，“当一个人想要喝水的时候，大脑里出现的是‘拿那杯水’的念头，而不是抬肩、伸手、曲腕、手指抓握等一系列运动指令。系统解码大脑意图后，路径规划、避障、接近、抓握与递送等工作，全部交由AI和具身智能设备自主协作完成。”

在“意图解码+AI规划+具身执行”技术路线下，大脑回归决策与意图主导，只需给一个念头，不用持续参与控制大量执行细节，因而显著降低使用者的学习与控制负担；AI和具身智能设备负责繁琐的细节执行，可以在控制精度、动作连贯性、系统泛化能力等方面实现跃升，动作又快又精准。简而言之，大脑意图与机器动作“无缝对接”，意味着整个系统更加易用、好用。

依托新一轮融资，中科意象计划尽快开展这一技术路线的人体临床试验。此外，该公司正在建立一个推动脑机接口和具身智能深度融合的底层架构——BAM模型及其软硬件体系，促进大脑高级认知能力与具身智能体底层控制能力的优势互补。

超薄柔性芯片，捕捉脑电“密语”

采集、解码、传输脑电信号，电极、芯片是十分关键的设备。南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院的科研团队，聚焦脑机接口的一个前沿技术方向——有源电极阵列开展研发，在超薄柔性基底上“长”出电极芯片，以高度集成的电极芯片助力脑机接口技术发展。

6月18日，在该学院实验室，院长余林蔚向记者展示了一款电极芯片的原型器件——不到1平方厘米的超薄柔性面板上，分布着256个有源电极。“芯片相当于大脑与外部设备之间的‘立交桥’和‘信号放大器’。我们研制的这款芯片尽管体积微小，但它足以完整覆盖一个脑区，实时监测大脑电生理信号变化，捕捉语言、运动及病理特征。”余林蔚说。

“人类的大脑是自然界最复杂的物体。我们与脑科医生交流的时候，发现医生们普遍希望脑机接口的电极越多越好，甚至在1万个以上，尽可能监测到更多的脑电信号。”余林蔚听到来自临床的真切声音。

面对大量的电极需求，如果使用传统的无源电极阵列，就像用“一个总机接数千根老式电话线”，信号不仅传输路程长、容易衰减与互相干扰，还意味着植入端要有成千上万个出口。这对于植入头部的设备来说，是不可能实现的。同时，无源电极阵列若在脑机接口使用，无法解开芯片上高密度与高柔韧性无法共存的“死结”。

而有源电极阵列，就是在每根电极触点上都安装一个晶体管——它们相当于“微型智能接线员”，在原地放大微弱的脑电信号，并形成一个“静默待命、点名回答”的分布式智能网格，取代无源电极阵列“成千上万根线混成一团的远距离传输”方式。

余林蔚团队研发的“平面固-液-固引导生长”技术，可在低温条件下让晶硅在非晶柔性衬底上精确定位、生长，形成方向可控、形貌可编程的晶硅纳米线阵列。通俗地说，就是采用类似3D打印的微纳增材技术，让晶硅在柔性基底中“长”出来。在晶硅纳米线阵列的基础上，就形成了有源电极阵列芯片。

这样的芯片以“半侵入式”方式植入人的头骨以内、脑膜之上后，因为柔软，可以完美贴合沟壑纵横的大脑，让“监听”区域更全面；因为密度高、有源，小小一片就能捕捉到大量信号并迅速放大、向外传输。

目前，该团队一方面与江苏省人民医院、中国人民解放军东部战区总医院合作，在癫痫术前定位与预警、瘫痪运动意图解码等真实场景中开展有源电极阵列芯片的临床验证，一方面推进成果转化工作，加快把实验室内的原型器件变成真正的产品。“未来，同等尺寸的柔性面板上有望容纳更多电极，捕捉脑电信号的能力更强。相信3到5年后，我们的技术可以用于临床，让更多患者受益。”余林蔚说。

制造磁性“珍珠”，实现精准“控脑”

对于脑机接口，大多数人关注“读心术”——即读取大脑信号控制外部设备；但另一条技术路线同样重要——“控脑术”，即通过物理或化学手段直接干预神经活动，实现对特定脑区的精准调控。

“控脑”这条路如何走通？东南大学生物科学与医学工程学院教授孙剑飞创办的南京济磁再康医疗科技有限公司，正在探索一条原创性路径——研发基于磁性微纳材料的精准神经调控技术，把磁刺激源直接送达大脑目标区域，从而绕开传统经颅磁刺激“穿透深度和聚焦精度不可兼得”的物理瓶颈。

孙剑飞告诉记者，电、磁、光、声是神经调控的几大常用手段，其中电刺激应用最广，但局限也明显：需要体内电池供电；长期使用后电极周围可能形成疤痕、导电性能下降；长期通电可能产生电化学反应，存在安全隐患等。磁刺激的优势在于磁场可无创穿透人体组织和颅骨，无需植入电极或体内电池。但传统经颅磁刺激的不足在于：磁场在空间中自然发散，穿透深度和聚焦精度天然矛盾——想精准只能作用于皮层，想刺激深部脑区便无法精准到单个核团。

2019年，孙剑飞与东南大学附属中大医院神经内科主任张志珺交流后发现，临床上对精准磁刺激存在明确需求，但现有设备精度远不够。孙剑飞此前十余年一直跟随顾宁院士从事医用磁性纳米材料研究，在磁性材料与磁场作用行为方面积累了丰富经验。团队很快确定方向——将可临床使用的纳米氧化铁制成直径约0.1毫米的磁性水凝胶微球，通过注射器精准送达目标脑区。微球固定后，体外仅需施加弱磁场，即可将能量汇聚于局部，精准激活周围神经。“微球就好像珍珠奶茶中的珍珠，想刺激哪个核团，就把微球注射在哪里。”孙剑飞解释道，“水凝胶微球生物相容性好，在体内可缓慢降解为铁离子和水，无需二次手术取出。”

相较于电刺激，这种靶向磁刺激具有多重优势：无需体内埋置电池；磁场更集中，定位更精准；长期使用不会导致组织增生，反而能促进神经突触可塑性；不存在界面电化学反应，长期安全性更高。

目前，这一精准磁刺激技术正处于动物实验向临床研究推进的关键阶段，相关项目入选全国高校生物医药区域技术转移转化中心（江苏南京）“高校技术转化典范项目”，获江苏省生物医学工程学会科技成果一等奖、“科创江苏”创新创业大赛二等奖。济磁再康还凭借该技术，合作承担一个省前沿技术研发计划项目。

孙剑飞透露，该技术瞄准的临床适应证主要有两类：中枢神经系统疾病，包括难治性重度抑郁和精神分裂症；通过精准刺激迷走神经调控全身炎症反应，对应骨关节炎和心梗后心肌损伤等疾病。“由于该技术横跨植入材料和物理治疗设备两个领域，按现行医疗器械分类目录归口还不明确，我们已向国家药监局提交分类界定申请。”

考虑到体外所需磁场强度很低，治疗设备有望向小型化、低成本化方向发展。孙剑飞设想，将设备制成类似烫发罩的轻便款，患者在医院完成微球注射后，即可居家治疗，“这一模式若能落地，将显著降低相关疾病的治疗门槛。”

介入式技术路线，主打康复场景

侵入式、半侵入式、非侵入式脑机接口，已有不少宣传。记者了解到，江苏还有脑机接口团队在探索介入式技术路线。

因脑梗死左侧肢体瘫痪半年的67岁患者，经介入式脑机接口系统康复干预后，已可自主完成上肢抓握、取药等日常动作，肢体运动功能实现显著恢复……记者从江苏集萃介入脑机信息技术研究所首席科学家、南开大学教授段峰处了解到这名患者的最新情况。去年6月，在南开大学，段峰团队为该患者实施全球首例介入式脑机接口辅助肢体运动功能修复手术，创下该领域临床应用的里程碑。

段峰介绍，介入式脑机接口通过颈部血管导管植入电极，无需开颅，主打卒中后肢体偏瘫康复场景。“该技术可低创伤获取颅内高质量脑电信号，破解了传统手术方案风险高、落地成本高的行业痛点。”

作为以介入式脑机接口技术为主线的科研机构，江苏集萃介入脑机信息技术研究所揭牌仅半年，已在技术、产能、产业、资质四大维度实现突破。段峰介绍，团队已搭建完备的介入式脑机接口研发平台，完成血管内电极、解码算法、软件系统的迭代升级；同步推进产业化车间建设，补齐中试、试制与量产配套能力；牵头组建长三角介入脑机接口产业创新联合体，整合区域“产学研医”资源，并启动医疗器械注册前置工作，加速产品上市进程。

“我们自主研发的血管内电极与解码算法，已完全满足卒中后运动功能康复的临床需求，这也是全球首例试验成功的核心底气。”段峰说道。团队还在持续攻克技术落地难题：在硬件端，优化血管内支架电极工艺与生物相容性，提升长期植入安全性与稳定性；在算法端，研发高实时性、降噪AI解码算法，提升脑电信号识别精准度与响应速度；深耕卒中康复专属闭环神经刺激系统研发，搭建标准化、合规化的医疗器械试验验证体系，为产品临床落地筑牢合规基础。

据了解，长三角介入脑机接口产业创新联合体汇聚江苏省人民医院、江苏脑机接口研究院等10余家三甲医院、科研院所与头部企业。段峰告诉记者，研究所作为牵头单位与核心技术供给方，负责底层技术研发，搭建产学研医协同平台，统筹技术标准制定、重大项目申报、产业链资源整合等工作。联合体将发力打通上下游配套链路，联合攻关产业共性难题、压缩量产成本，协同申报重点研发项目，加速技术成果转化。

段峰坦言，介入式脑机接口的产业化面临四大难题：微电极量产工艺复杂、成本偏高；电极的长期生物相容性与稳定性需持续验证；三类医疗器械注册周期长、临床投入大；上下游配套产业链不完善。针对这些问题，公司将依托联合体打通量产工艺，自建自动化生产车间，分阶段开展长期安全性临床试验，同步推进创新医疗器械申报。

他相信，未来3至5年，介入式脑机接口将落地多个医疗场景。例如，应用于渐冻症、高位截瘫患者的意念交互，癫痫、帕金森病患者的神经闭环调控，意识障碍患者的神经评估与唤醒干预。随着技术持续迭代、产业生态不断完善，这项全新脑机接口技术将为众多神经系统疾病患者带来新的希望。

新华日报·交汇点记者 徐冠英 叶真 谢诗涵 张宣

图片由受访者提供