加福民团队、中山医院联合团队与小林合影—来源复旦大学
《CyborgIN》：CyberDaily关于赛博格的子栏目。OK，我们又将《赛博格在路上》更换为其英文名《CyborgIN》
本期，我们为您分享复旦大学团队大脑-脊髓接口研究成果
以及2050年的一天早晨
国内脑机接口技术突破迎来新进展。 复旦大学类脑智能科学与技术研究院加福民团队，在人工智能与科学研究深度融合（AI for Science）的浪潮下，成功研发出全球首创的“三合一”脑脊接口技术。这项颠覆性技术，如同在瘫痪患者大脑与沉寂的肢体之间架起一座“神经桥梁”，让那些被医学界长期视为“不治之症”的脊髓损伤患者，重新找回了站立和行走的希望。
就在昨天，复旦大学附属华山医院成功实施了全球首批第四例通过脑脊接口技术帮助瘫痪者行走的临床概念验证手术，再次印证了这项技术的巨大潜力。而在此之前，同属复旦大学体系的附属中山医院，已率先完成了三例同类型手术，均取得了令人振奋的成果。接受治疗的患者，在短短两周内，便实现了自主控制腿部、迈步前行的突破。这一系列里程碑式的进展，不仅标志着中国在脑机接口技术领域取得了世界领先地位，更宣告脊髓损伤治疗正式迈入“神经功能重建”的新纪元。
对于数以百万计的脊髓损伤患者及其家庭而言，瘫痪不仅仅是身体的桎梏，更是精神的煎熬和生活质量的断崖式下跌。他们曾被宣判“永远无法站立”，行走对于他们而言，如同一个遥不可及的梦魇。然而，复旦大学加福民团队的这项创新技术，犹如一道划破黑暗的曙光，为他们点燃了重生的希望。
“放在以前，这事我想都不敢想。” 34岁的小林（化名），一位因意外事故导致瘫痪两年的患者，在接受脑脊接口手术后的第14天，依靠自身运动意图，竟然奇迹般地行走了超过五米。这对于曾经被医生告知“永远站不起来”的他来说，无疑是一场生命的奇迹。在术后首次随访中，小林的康复进展甚至超出了医生的预期，这更加坚定了科研团队和患者对于这项技术的信心。
“这几位截瘫患者的治疗效果符合甚至超出我们的预期，初步证明了新一代脑脊接口方案的可行性。” 加福民教授在接受采访时表示，“两家医院、四例手术的成功完成，也充分证明了脑脊接口技术的可复制性和可推广性。这不仅是技术的胜利，更是瘫痪患者重获新生的开始。” 他进一步透露，团队下一步将持续优化迭代该技术，力求让更多脊髓损伤患者重获行走能力，造福全球上千万患者及其家庭，将中国原创的颠覆性技术推向世界舞台。
从“不可能”到“初步实现”：揭秘“三合一”脑脊接口技术的奥秘
脊髓损伤导致的瘫痪，是由于大脑与脊髓之间的神经通路中断，导致大脑的运动指令无法传递至肢体。长期以来，医学界对于脊髓损伤的治疗手段极其有限，传统的康复方法往往耗时漫长，效果也差强人意。脑机接口技术的出现，为解决这一医学难题提供了全新的思路。
然而，传统的脑机接口技术，大多聚焦于利用大脑信号控制外部设备，例如机械臂、轮椅等，其核心思路是“替代”受损的肢体功能。 复旦大学加福民团队则另辟蹊径，他们将目光投向了“重建”患者自身的运动功能。 他们研发的“三合一”脑脊接口技术，正是这一理念的集中体现。
所谓“三合一”，指的是该技术将微创脑部电极植入、脊髓电极植入以及轻量级人工智能算法巧妙地融为一体，形成一个高效协同的系统。
微创脑部电极植入：精准捕捉大脑运动指令
这项技术的首要关键，在于如何精准地捕捉到大脑发出的运动指令。 复旦团队采用了微创手术的方式，将两个直径仅1毫米左右的电极芯片植入到患者大脑的运动皮层区域。 运动皮层是大脑中负责控制肢体运动的区域，电极芯片如同灵敏的“耳朵”，能够实时捕捉神经元放电产生的微弱脑电信号。 与传统脑机接口手术需要开颅植入大面积芯片相比，这种微创方式大大降低了手术风险和患者痛苦。
脊髓电极植入：搭建神经信号“高速公路”
仅仅捕捉到大脑信号还不够，还需要将这些信号有效地传递到肢体，激活沉睡的肌肉。 复旦团队在患者脊髓的特定位置，同样通过微创手术植入了电极。 这些脊髓电极如同一个个“信号发射器”，能够接收来自大脑的运动指令，并将其转化为电刺激信号，精准地刺激脊髓中控制腿部运动的神经根。 通过这种方式，大脑的运动指令被“绕过”受损的脊髓区域，直接传递到肢体，从而实现了对瘫痪肢体的重新控制。
值得一提的是，复旦团队巧妙地将脑部和脊髓电极的植入手术同步进行，仅需短短4小时即可完成整个手术过程。 这种高效的手术流程，不仅减少了患者的等待时间和手术风险，也为技术的快速推广应用奠定了基础。
轻量级人工智能算法：解码意念，精准控制
脑机接口技术的核心挑战之一，在于如何将复杂的大脑信号转化为可执行的运动指令。 大脑产生的脑电信号极其复杂，包含了各种各样的信息，如何从中提取出与运动意图相关的特定信号，并进行准确解码，是摆在科研人员面前的一道难题。
复旦大学加福民团队为此付出了巨大的努力，他们耗时近三年，潜心研发出一套运算速度快、运算能力准确、算力需求低的轻量级人工智能算法模型。 这套算法模型，如同一个精密的“翻译器”，能够实时解码大脑发出的运动意图，例如“抬腿”、“迈步”等，并将这些意图转化为精确的电刺激指令，传递给脊髓电极。
加福民教授形象地比喻道：“如果患者想抬腿，但算法没有解码出来，或者只是晚了几秒，患者可能就会摔跤。” 这充分说明了算法实时性和准确性的重要性。 正是这套轻量级AI算法的突破，才使得脑脊接口技术能够真正实现对人体运动意图的实时解码和精准控制。
仿真计算平台：加速参数优化，提升治疗效率
除了算法之外，另一个技术难点在于如何精准地刺激脊髓特定神经根。 每个人的脊髓生理结构都存在差异，而且人体运动非常复杂，不同姿势下的运动指令也会有所不同。 如何找到最佳的电刺激参数，实现对瘫痪肢体的精准控制，是又一道难题。
为了解决这个问题，复旦团队创新性地搭建了电刺激参数-神经激活-肌肉骨骼运动仿真计算平台。 这个平台如同一个虚拟的“人体运动实验室”，科研人员可以在电脑上模拟不同电刺激参数对人体神经和肌肉的影响，并根据仿真计算结果，快速筛选出有效的刺激参数，排除无效参数，大大提高了参数优化的效率。
“这也是为什么患者在手术当天就能实现抬腿，如果没有仿真计算得到的刺激参数，一个月可能也难以达到这种效果。” 加福民教授解释道。 仿真计算平台的应用，不仅加速了参数优化过程，也为患者的快速康复奠定了基础。
“神经重塑”的曙光：脑脊接口技术或将带来更深远的变革
更令人兴奋的是，复旦大学团队在临床试验中还观察到了一个意想不到的现象——脑脊接口技术可能具备促进神经重塑的潜力。 在瑞士洛桑联邦理工学院团队此前的研究中，神经重塑效果通常在脑脊接口植入手术后6个月左右才会出现，即患者在没有外部刺激的情况下，也能自主控制瘫痪肌肉。
然而，在复旦团队的临床试验中，接受治疗的患者小林在术后不到两周，就表现出了神经重塑效果。 这意味着，脑脊接口技术或许不仅仅是一种辅助设备，更有可能成为一种引导神经功能重建的治疗手段。
“如果通过植入脑脊接口，加上三五年的康复训练，患者的神经重新连接、得到重塑，最终我们可能会为患者摆脱设备，而不是终身依赖它。” 加福民教授大胆假设道，“舍筏登岸，这才是最好的脑脊接口技术。”
如果这一假设最终得到证实，那么脑脊接口技术将不仅仅是帮助瘫痪患者恢复行走能力的工具，更将成为一种彻底改变脊髓损伤治疗范式的革命性技术。 它将有望从根本上修复受损的神经通路，让患者最终摆脱对设备的依赖，真正实现自主运动功能的重建。
医工交叉融合创新：复旦大学附属医院的强大支撑
一项颠覆性医疗技术的诞生，离不开科研团队的辛勤付出，更离不开临床医学的强大支撑。 复旦大学附属中山医院和华山医院，在脑脊接口技术的临床转化过程中，发挥了至关重要的作用。
面对创新医疗技术临床试验所面临的高昂成本和复杂环节，复旦大学附属医院充分发挥其临床科研优势，整合神经内科、神经外科、康复医学科、影像科等多学科医疗资源，深度推进医工交叉融合创新。
在中山医院领导和各级部门的支持下，中山医院为三例临床试验提供了人员、场地等全方位保障。 加福民团队与多科室专家紧密配合，就临床试验方案开展多轮讨论，确保了临床试验的顺利进行。
中山医院神经内科丁晶、康复科余情负责术前评估、术后观察与康复，神经外科余勇和胡凡分别负责植入脊髓电极和脑部电极。 多学科交叉队伍的紧密配合，为临床试验的成功打下了坚实的基础。
参与手术的临床医生，用“震撼”形容第一次看到小林站立的画面。 “任何医生听到这个技术都会很兴奋。” 华山医院神经外科胡凡医生表示，此次临床研究让大家亲眼看到了治疗瘫痪的可能性，既然站立、行走是可行的，不断优化脑脊接口系统治疗方案，或许能够在未来帮助患者完成更加精细的动作，并向更多医院推广。
上海“脑机接口未来产业”的强劲引擎
复旦大学脑脊接口技术的突破，也与上海市大力发展脑机接口未来产业的战略布局密不可分。 上海市高度重视脑机接口技术的发展潜力，将其视为培育未来产业、抢占科技制高点的重要方向。
早在2025年初，上海市就出台了《上海市脑机接口未来产业培育行动方案（2025-2030年）》，明确提出要将上海建设成为具有全球影响力的脑机接口科创高地。 复旦大学加福民团队的脑脊接口技术，正是上海在脑机接口领域取得的又一项重大创新成果。
上海市科委、卫健委等相关部门和上海颠覆性技术创新中心，对复旦团队的研究给予了高度重视和大力支持。 在上海市的支持下，加福民团队将积极融入上海建设脑机接口科创高地的热潮中，加速技术的转化落地，让中国原创的颠覆性技术走向世界，为全球2000万脊髓损伤患者推开希望之门。