脑虎科技高通量植入式柔性脑机接口临床试验取得重大突破

近日，脑虎科技在复旦大学附属华山医院成功完成语言运动“双解码”脑机接口临床试验，不仅标志着脑机接口技术的重大突破，也预示着人类向“脑控万物”的未来又迈出坚实的一步。脑虎科技自主研发的256导高通量植入式柔性脑机接口，实现了实时运动和语言双解码，为因脑损伤引发的运动和语言障碍修复提供了新的解决方案。

这一突破性进展不仅涵盖了实时运动解码，更在实时汉语解码方面取得了前所未有的突破，标志着中国在脑机接口领域达到了世界领先水平。脑虎科技也因此成为全球唯一同时实现实时运动解码和实时汉语解码的侵入式脑机接口企业。

“脑控”上网，开启人机交互新纪元

High Gamma频段（70-150Hz）是脑电信号中的一个高频段，通常与大脑的复杂认知功能和神经活动同步有关。它能提供大脑活动的详细信息，尤其运动和感知信息。在植入式脑机接口临床试验中，提取该频段的信号有助于更加精准地解码大脑意图，实现意念合成运动。

2024年8月，脑虎科技联合华山医院神经外科毛颖/陈亮教授团队顺利完成意念合成运动临床试验。受试者为21岁运动区占位的癫痫患者，通过手术植入256导高通量柔性脑机接口监测病灶并保护运动相关的重要脑功能区。项目团队对其脑电信号的High Gamma频段进行脑电特征提取和模型训练，利用LSTM（长短期记忆）神经网络模型进行连续时间解码，整体系统延迟小于60 ms。得益于256导高通量、高质量、高分辨脑电信号和自主开发的通道筛选算法，可快速精准确定响应脑区，进行实时高效精准解码。受试者无需动手操作，术后两天内便可实现“脑控”玩乒乓球和贪吃蛇游戏。

经过两周的训练，结合脑虎科技自主开发的脑机操作系统XessOS，受试者可以熟练使用微信、邮箱、淘宝、小红书、今日头条等常用APP，以及实现智能家居和智能轮椅的“脑控”，大大满足了运动障碍患者日常生活所需的基本行动能力。

图1:实时意念操控XessOS系统

国际首次实现“意念”对话AI大模型，填补多项国内外空白

汉语是一种以单音节为主的声调语言和图形语言，不同于英语等字母语言，其产生过程中的信息转换涉及更多脑区，需要研发针对汉语特征的神经编解码机制和信息处理手段。2024年12月，脑虎科技联合华山医院神经外科吴劲松教授团队开展国内首例高通量植入式柔性脑机接口实时合成汉语言临床试验。项目团队在语言区占位肿瘤癫痫患者上进行了柔性脑机接口植入手术，通过植入256导高通量脑机接口，帮助其定位病灶并保护语言相关的重要脑功能区。

图2:实时汉语言解码

病人术后恢复良好，五天后即可实现142个常用汉语音节下71%的解码准确率，并且单字解码时延小于100 ms，是目前国内实时汉语言解码的最高水平。基于实时汉语解码，受试者不仅实现了意念实时合成汉语、驱动数字分身以及对话AI大模型等高级功能，还能将人的脑电解码成语言进而转化成指令实时操控灵巧手实现人机交互。这一成果不仅为失语患者带来了重塑语言功能的希望，更为实现人脑与AI大模型的直接交互，甚至思维交流开辟了新的可能。

值得一提的是，新年来临之际，受试者还通过意念合成语言指令操作灵巧手，为大家送上“二零二五新年快乐”手语祝福。

图3:脑虎创始人、TCCI研究员陶虎与受试者以及意念操控的灵巧手比心合影送祝福

此次脑虎科技披露的突破性进展，受益于上海独特的创新生态和来自政府、医院、机构等的多元投入。相关工作得到天桥脑科学研究院（TCCI）的有力支持，并获得国家自然科学基金面上项目、上海市科委战略前沿脑机接口专项项目、上海市经信委促进产业高质量发展专项先导产业创新发展项目、上海市战略性新兴产业发展专项等项目，以及上海市脑机接口重点实验室、中国神经科学学会脑机接口与交互分会、上海市未来产业脑机接口专委会等机构的支持。