本文是第四屆南渡江智慧醫(yī)療與康復(fù)產(chǎn)業(yè)高峰論壇的系列報(bào)道②：腦機(jī)接口。

上海韶腦傳感技術(shù)有限公司董事長 楊幫華

上海韶腦傳感技術(shù)有限公司董事長楊幫華指出，她的團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)聚焦“大腦所想”對應(yīng)的運(yùn)動想象范式，這也是唯一能實(shí)現(xiàn)大腦神經(jīng)重塑、對醫(yī)療康復(fù)真正有效的范式。

運(yùn)動想象腦機(jī)接口的核心邏輯是：當(dāng)患者肢體無法活動時，通過想象肢體動作，在大腦運(yùn)動區(qū)產(chǎn)生特定腦電信號，結(jié)合VR引導(dǎo)、AR反饋，模擬運(yùn)動場景并強(qiáng)化信號解析，最終實(shí)現(xiàn)大腦運(yùn)動功能通路的重塑。這類技術(shù)對腦卒中患者尤為重要，腦卒中患者群體龐大，運(yùn)動功能障礙嚴(yán)重影響生活質(zhì)量，而運(yùn)動想象腦機(jī)接口能針對性解決其運(yùn)動功能重建問題。

楊幫華介紹，其團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)22年研究，將任務(wù)識別從“左右手”兩類擴(kuò)展至“手腳協(xié)同”四類，通過算法優(yōu)化實(shí)現(xiàn)患者低訓(xùn)練成本下的有效識別。目前相關(guān)系統(tǒng)已獲批醫(yī)療器械注冊證，應(yīng)用于腦卒中患者的運(yùn)動功能重建。

芯片級突破：腦機(jī)接口硬件迎來“摩爾定律”式演進(jìn)

西湖靈犀科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人、西湖大學(xué)工學(xué)院研究員 楊杰

在硬件層面，腦機(jī)接口系統(tǒng)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(lián)合創(chuàng)始人楊杰指出，一個顯著的技術(shù)規(guī)律是：腦機(jī)接口系統(tǒng)復(fù)雜度呈現(xiàn)"摩爾定律"特征。具體來說，腦機(jī)接口通道數(shù)量約每7.4年翻一番，從早期的個位數(shù)通道發(fā)展至目前千通道級別，為信號采集精度帶來數(shù)量級提升。

然而，高通量全植入系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)面臨兩大硬件瓶頸：一是高通量腦機(jī)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(tuán)隊(duì)歷經(jīng)五代芯片迭代，目前已實(shí)現(xiàn)256通道讀出芯片的工程化。對比數(shù)據(jù)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(biāo)均達(dá)到國際主流水平，為大規(guī)模神經(jīng)信號采集提供了自主可控的硬件底座。

楊杰展示的系統(tǒng)架構(gòu)揭示了技術(shù)轉(zhuǎn)化全貌：患者顱內(nèi)信號通過256通道芯片采集放大后，經(jīng)Wi-Fi傳輸至工作站，運(yùn)行解碼算法并將結(jié)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(shè)施。這一進(jìn)展標(biāo)志著腦-語言解碼正從實(shí)驗(yàn)探索邁向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

楊杰總結(jié)道："侵入式腦機(jī)接口正向著高通量、全植入方向發(fā)展，適用范圍從運(yùn)動功能擴(kuò)展到高級認(rèn)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(jìn)展，從實(shí)驗(yàn)探索走向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。"

超聲腦機(jī)接口：無創(chuàng)精準(zhǔn)調(diào)控深部腦區(qū)

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

在面對抑郁癥、帕金森、失眠等神經(jīng)精神疾病時，傳統(tǒng)物理治療難以精準(zhǔn)觸達(dá)深部腦區(qū)。顱燊醫(yī)療器械（嘉興）有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人、CTO、華東師范大學(xué)陳建剛教授展示了其團(tuán)隊(duì)在經(jīng)顱聚焦超聲（tFUS）領(lǐng)域的核心技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。該技術(shù)通過無創(chuàng)方式實(shí)現(xiàn)深腦區(qū)精準(zhǔn)調(diào)控，為腦卒中、帕金森、抑郁癥等神經(jīng)精神疾病提供了革命性治療路徑。

據(jù)悉，經(jīng)顱超聲的獨(dú)特優(yōu)勢在于，它能穿透顱骨直達(dá)深腦區(qū)，且空間分辨率可達(dá)1.5-3毫米。tFUS技術(shù)能精準(zhǔn)靶向丘腦等深度達(dá)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(jīng)調(diào)控的下一代主流技術(shù)。

值得一提的是，tFUS技術(shù)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(yán)重且方向易偏離。對此，陳建剛團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了AI聲學(xué)模擬仿真系統(tǒng)，通過海量顱骨CT/MRI數(shù)據(jù)訓(xùn)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(tuán)隊(duì)首次提出"超聲腦機(jī)接口"概念。系統(tǒng)在治療后實(shí)時分析腦電（EEG）信號，評估特定刺激方案的正向或負(fù)向效果，通過人工智能閉環(huán)決策動態(tài)調(diào)整4個靶區(qū)的刺激參數(shù)，實(shí)現(xiàn)個性化精準(zhǔn)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(jīng)調(diào)控系統(tǒng)。