迈向全植入式系统重要一步——双向脑机接口同步恢复患者行走与感觉

科技日报北京4月21日电 （记者张梦然）科学家首次对一种能让瘫痪者行走与感觉同步恢复的革命性技术进行了早期概念验证，并在最新的《脑刺激》期刊上发表了验证结果。由美国南加州大学凯克医学院、加州大学欧文分校和加州理工学院研究团队共同开发的“双向脑机接口系统”，在一名患者身上完成了完整测试，展现出高达92%的控制与感知准确率，为未来治疗截瘫带来了新希望。这一成果被视为迈向未来全植入式系统的重要一步。

该研究获得了美国国家科学基金会800万美元的资助，目标是构建一个完全可植入的脑机接口。与目前大多数单向脑机接口不同，新系统实现了“双向”通信：不仅能够解读患者大脑运动皮层的信号，控制可穿戴机器人外骨骼迈步，还能通过刺激大脑感觉皮层，向患者实时传递模拟的行走触觉，形成一个完整的感知—控制闭环。

这项技术的创新之处在于，外骨骼上的传感器能触发对大脑的刺激，从而让人重新“感受”到自己的每一步。最终目标是让整个系统微型化并完全植入体内，使患者摆脱对大型外部设备的依赖。

由于涉及脑部手术，研究团队在安全与伦理方面极为审慎。他们等待了数年，才找到一位因治疗癫痫而恰好在大脑相关区域植入电极的患者。借此机会，他们在不增加额外风险的前提下，完成了这次关键演示。测试中，当患者想象行走时，系统能以约92%的准确率识别其意图，并成功控制一名研究人员穿着的外骨骼在病房内行走。在另一项测试中，娼年电影患者通过脑内的人工刺激，能以约93%的准确率数出步数。这些结果非常乐观，考虑到患者未经任何训练，经过练习后性能有望进一步提升。

这次成功的概念验证已帮助团队获得了美国食品药品监督管理局的试验性器械豁免，批准他们启动针对截瘫患者的临床试验。下一步，他们计划为患者植入电极30天，在此期间进一步测试和优化系统性能。研究人员将继续改进技术，包括使感官反馈更加精细，并缩小设备体积以实现完全植入。

团队指出，当前使用外骨骼的截瘫患者主要依赖视觉反馈，而这项研究为实现更自然、更有效的行走控制提供了全新途径。

【总编辑圈点】

双向脑机接口能为医疗和科技带来根本性改变。一方面，它超越传统假肢的机械运动，让截瘫患者真正感知到自己的步伐，实现安全、自然地行走。另一方面，它将推动具身化人机交互，通过向大脑注入触觉信号，外骨骼或机器人将被使用者感知为身体的一部分，极大提升控制效率。不过与此同时，它也提前触及了感官增强这一伦理边界：一旦感觉可被编程，其应用将超越医疗修复，引发关于隐私、公平与人类能力定义的新一轮深度讨论。