腦機接口臨床應用迎來多元突破：無創(chuàng)康復、高通量芯片與深腦調控并進

本文是第四屆南渡江智慧醫(yī)療與康復產業(yè)高峰論壇的系列報道②：腦機接口。

上海韶腦傳感技術有限公司董事長 楊幫華

上海韶腦傳感技術有限公司董事長楊幫華指出，她的團隊重點聚焦“大腦所想”對應的運動想象范式，這也是唯一能實現大腦神經重塑、對醫(yī)療康復真正有效的范式。

運動想象腦機接口的核心邏輯是：當患者肢體無法活動時，通過想象肢體動作，在大腦運動區(qū)產生特定腦電信號，結合VR引導、AR反饋，模擬運動場景并強化信號解析，最終實現大腦運動功能通路的重塑。這類技術對腦卒中患者尤為重要，腦卒中患者群體龐大，運動功能障礙嚴重影響生活質量，而運動想象腦機接口能針對性解決其運動功能重建問題。

楊幫華介紹，其團隊歷經22年研究，將任務識別從“左右手”兩類擴展至“手腳協同”四類，通過算法優(yōu)化實現患者低訓練成本下的有效識別。目前相關系統已獲批醫(yī)療器械注冊證，應用于腦卒中患者的運動功能重建。

芯片級突破：腦機接口硬件迎來“摩爾定律”式演進

西湖靈犀科技有限公司聯合創(chuàng)始人、西湖大學工學院研究員 楊杰

在硬件層面，腦機接口系統正朝著高通量、低功耗、高集成方向快速發(fā)展。西湖靈犀科技有限公司聯合創(chuàng)始人楊杰指出，一個顯著的技術規(guī)律是：腦機接口系統復雜度呈現"摩爾定律"特征。具體來說，腦機接口通道數量約每7.4年翻一番，從早期的個位數通道發(fā)展至目前千通道級別，為信號采集精度帶來數量級提升。

然而，高通量全植入系統的實現面臨兩大硬件瓶頸：一是高通量腦機接口芯片功耗的挑戰(zhàn)，另一大挑戰(zhàn)是芯片面積與電極尺寸的失配。對此，楊杰團隊歷經五代芯片迭代，目前已實現256通道讀出芯片的工程化。對比數據顯示，該芯片采用65nm工藝，單通道功耗6.9微安，輸入等效噪聲8.7微伏，增益54dB，采樣率30kHz，所有核心指標均達到國際主流水平，為大規(guī)模神經信號采集提供了自主可控的硬件底座。

楊杰展示的系統架構揭示了技術轉化全貌：患者顱內信號通過256通道芯片采集放大后，經Wi-Fi傳輸至工作站，運行解碼算法并將結果回傳至終端顯示。整個過程在普通病房環(huán)境中完成，無需特殊屏蔽設施。這一進展標志著腦-語言解碼正從實驗探索邁向產業(yè)化應用。

楊杰總結道："侵入式腦機接口正向著高通量、全植入方向發(fā)展，適用范圍從運動功能擴展到高級認知功能。芯片的功耗與面積挑戰(zhàn)正在被逐步解決，而腦-語言解碼正在取得突破性進展，從實驗探索走向產業(yè)化應用。"

超聲腦機接口：無創(chuàng)精準調控深部腦區(qū)

顱燊醫(yī)療器械（嘉興）有限公司聯合創(chuàng)始人、CTO、華東師范大學 陳建剛教授

在面對抑郁癥、帕金森、失眠等神經精神疾病時，傳統物理治療難以精準觸達深部腦區(qū)。顱燊醫(yī)療器械（嘉興）有限公司聯合創(chuàng)始人、CTO、華東師范大學陳建剛教授展示了其團隊在經顱聚焦超聲（tFUS）領域的核心技術突破與產業(yè)化進展。該技術通過無創(chuàng)方式實現深腦區(qū)精準調控，為腦卒中、帕金森、抑郁癥等神經精神疾病提供了革命性治療路徑。

據悉，經顱超聲的獨特優(yōu)勢在于，它能穿透顱骨直達深腦區(qū)，且空間分辨率可達1.5-3毫米。tFUS技術能精準靶向丘腦等深度達50-120毫米的腦區(qū)，具備完全非侵入性、無組織損傷、可與MRI兼容等特性，被業(yè)界視為神經調控的下一代主流技術。

值得一提的是，tFUS技術難度極高，超聲波穿透顱骨時會發(fā)生反射、吸收、折射和相位畸變，能量衰減嚴重且方向易偏離。對此，陳建剛團隊構建了AI聲學模擬仿真系統，通過海量顱骨CT/MRI數據訓練反演算法，可反向推算超聲探頭的最佳位置、角度與曲率，確保能量高效傳輸。

此外，陳建剛團隊首次提出"超聲腦機接口"概念。系統在治療后實時分析腦電（EEG）信號，評估特定刺激方案的正向或負向效果，通過人工智能閉環(huán)決策動態(tài)調整4個靶區(qū)的刺激參數，實現個性化精準治療方案的智能化迭代。這一融合使tFUS從單向刺激升級為雙向交互的神經調控系統。