“隔空取物”有望成现实！高性能侵入式脑机接口取得突破
比头发丝还细的电极，通过开颅手术精确植入猕猴的大脑皮质，猕猴的所思所想被“北脑二号”智能脑机系统解码，并在国际上首次实现了猕猴对二维运动光标的灵巧脑控，“心有灵犀”的边界正在逐步拓展。在4月25日举行的2024中关村论坛年会开幕式重大成果发布环节，“北脑二号”被列为十大成果之一。
脑机接口是近年来关注度极高的前沿技术，它能将大脑与外部设备建立连接，实现用意念操控事物。多年前上映的电影《阿凡达》中，主角就是通过脑机接口，利用阿凡达人的身体在潘多拉星球活动。而在北京脑科学与类脑研究所，电影中的场景逐步走向现实，猕猴借助“北脑二号”，实现了用意念操控机械臂抓取小球。
这只猕猴是个训练有素的实验体，在接受脑机系统植入手术前，科研人员为它建立了“看到红色小球就要去抓取”的条件反射。植入电极后，当屏幕上跳出一个红色小球，它的条件反射就被激活，神经元立刻释放电信号，这些信号被埋设在其大脑皮层内的电极尽数接收。
虽然每根电极细如发丝，放大来看，上面竟密集排布着数十个触点。它们能准确收集猕猴的脑电信号，再通过后方电路系统滤波放大等处理，转化为计算机可处理的信号。平台上，剧烈跳动的数据显示着猕猴想要“抓”向小球，这个指令被计算机传输至前方的机械臂。如此一来，“意念一动、隔空取物”的场景便实现了。
近年来，北京部署脑机接口重大科技战略，由北京脑科学与类脑研究所牵头规划“智能脑机系统增强计划”，成立北京芯智达神经技术有限公司，面向国际前沿研发核心部件。在该计划支持下，科研团队在高通量柔性微丝电极、大通道数高速神经电信号采集设备、神经编解码算法等方面取得突破。目前，“北脑二号”已经在猕猴颅内实现了将近1年的植入实验，系统的有效信号传输通道数量依然保持着高水平，信噪比、信号质量等指标也表现优异。
“脑机系统是一个多学科系统的集成，‘一枝独秀不是春’，我们把各学科的优势技术整合在一套系统里，并进行工程化开发，目前部分性能参数已经达到了世界领先水平。”芯智达公司业务发展总监李园说，“北脑二号”不仅有望帮助瘫痪、失语等患者实现运动、语言等功能替代，还将为脑科学的前沿研究提供有力的科研工具。
此外，侵入式脑机接口“北脑一号”也已完成核心部件研发和动物实验验证。其技术路线与“北脑二号”不同，是将一片薄如蝉翼的薄膜贴在大脑皮层上，采集信号变化。接下来，科研团队还将向着脑机接口微型化、无线化、全植入的方向开展研发，便于后续的临床应用。