“北脑一号”人体植入，渐冻症失语患者语言功能恢复曙光初现

北京市科委、中关村管委会组织召开“北脑一号”完成国际首批柔性高通量半侵入式无线全植入脑机系统人体植入媒体通气会，会上公布了全球首例无线植入式中文语言脑机接口帮助渐冻症失语患者重建交流能力的成果，详细介绍了手术过程、训练效果以及“北脑一号”的技术优势等内容。

3月20日消息，据首都医科大学宣武医院微信公众号披露，当日，北京市科委、中关村管委会组织召开了一场意义非凡的媒体通气会，主题是“北脑一号”完成国际首批柔性高通量半侵入式无线全植入脑机系统的人体植入。

图片来源于首都医科大学宣武医院微信公众号。

在此次通气会上，国家神经疾病医学中心主任、首都医科大学宣武医院院长赵国光教授团队携手北京脑科学与类脑研究所所长罗敏敏教授团队以及北京芯智达科技有限公司，联合发布了一项具有突破性的成果——全球首例无线植入式中文语言脑机接口成功助力因渐冻症导致失语的患者重建交流能力。这一创新性的成果，如同在脑机接口领域点亮了一盏明灯，标志着脑机接口在语言功能恢复领域迈出了关键的一步，为那些因渐冻症（即肌萎缩侧索硬化症，简称ALS）、卒中等多种原因而失语的患者提供了一种全新的治疗途径。

肌萎缩侧索硬化症，也就是我们常说的渐冻症，是一种目前医学上难以攻克的神经退行性疾病。随着病情的不断发展，患者的神经功能会逐渐丧失，最终连最基本的语言和肢体功能都会完全失去。本次临床试验的首位参与者是一位67岁的渐冻症患者。她在2023年开始出现症状，并在首都医科大学宣武医院被确诊。随着疾病的恶化，她出现了极重度构音障碍，与外界进行语言沟通变得异常困难。术前，赵国光教授团队运用了功能性磁共振成像和高密度脑电图等多种先进的多模态神经解码技术，对患者大脑中与语言相关的区域进行了细致的功能映射。同时，结合患者的语言能力评估以及疾病进展情况，精准地定位了语言运动功能区。

3月5日，赵国光教授团队为这位患者实施了全球首例无线植入式中文语言脑机接口手术。在神经外科手术机器人的辅助下，团队将“北脑一号”智能脑机系统精准地植入到患者左侧大脑控制语言运动的关键区域。该手术采用了半侵入脑机技术路径，把128通道柔性高密度电极放置在硬脑膜外，在尽可能减少创伤的前提下，实现了高质量神经信号的采集。并且，将硬币大小的主控与信号传输装置嵌入颅骨表面，通过无线近场通讯技术，实现了神经信号的高效传输以及无线供电。术中测试和术后开机的结果都显示，信号采集的质量非常良好。

3月14日，患者开始接受语言解码训练。训练过程中，信号采集效果出色。仅仅经过3小时的训练，62个常用字词的实时解码准确率就达到了34%。目前，实时解码准确率已经提升到了52%。现在，系统已经能够解码出像“我要喝水”“我要吃饭”“今天心情很好，我想和家人散步”这样的语言内容。再结合基于语言大模型的自适应纠错算法进行实时优化，患者已经初步具备了简单的语言交流能力，这充分展现出了显著的语言恢复潜力。

“北脑一号”集成了自主研发的柔性高密度脑皮层电极，以及高采样率、大通量、低功耗的脑电数据采集、处理和无线传输技术。其128通道同时采集的信号通量在国际同类产品中位居首位。它采用了卷积神经网络（CNN）与Transformer架构相结合的神经编解码技术，具备高效的语言信号处理能力。临床实践数据表明，其单字解码时延小于100毫秒，达到了当前国际最高水平。目前，随着训练时间的不断增加，解码准确率正在稳步提升，响应速度也在持续优化。未来，除了进一步提升解码能力之外，团队还计划从解码有限字集扩展到开放字集，预计能够实现上万汉字的实时解码，从而让患者实现更加自然、流畅的语言交流。

目前，我国已经成功完成了三例“北脑一号”人体植入手术。

本文介绍了“北脑一号”完成国际首批柔性高通量半侵入式无线全植入脑机系统人体植入情况，重点阐述了全球首例无线植入式中文语言脑机接口帮助渐冻症失语患者重建交流能力的成果，包括手术过程、训练效果和技术优势等。这一成果为失语患者带来了新的治疗希望，且随着技术的不断发展和优化，有望实现更理想的语言交流效果。