用手术机器人将柔性电极精准植入颅内。
超薄柔性电极芯片。
南京科技企业、高校院所、医院把握脑机接口产业风口，协同发力谋创新
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。“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，已经在南京大地上按下“快进键”。
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（以下简称“中科意象”）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。
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，无须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。”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。
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。
余林蔚团队打造的芯片以“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；另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。
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。
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，无须二次手术取出。”
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。
据《新华日报》