2025年脑机接口热点研究进展-

1产业专题产业专题2025年脑机接口热点研究进展摘要：发展元年，现梳理2025年脑机接口热点研究进展，一方面可以看一种即时语音合成神经假体：该研究在《Nature》期刊发表，成功为ALS患者开发了实时“脑-语音”神经假体。系统通过解码其运动皮层神法独立进行的复杂任务（如按顺序抓取放置积木为提升AI+脑机接口让长期假肢控制变的可能：这项《Cell》杂志的研究发现，入，并可在组织内主动移动，实现对大脑和肌肉高质量信号的长达4往期回顾2026.02.10以PayPal为例，详解区块链革新支付体系2026.01.09脑机接口元年：政策先行临床验证未来终至2025.12.29区块链革新全球跨链支付底层框架2025.12.23东杰智能拟收购协作机器人头部企业遨博智能——产业并购跟踪18期2025.12.22产业专题2 32.AI辅助增强脑机接口性能 73.采样跨日简单想象动作的表征可塑性以实现长期神经假体控制 4.运动皮层中的内心语言及其对语言神经假体的影响 5.一种可用于生物电子学的可移动且长期植入的柔软微纤维传感器 6.风险提示 31.一种即时语音合成神经假体标题：Aninstantaneous伤而丧失说话能力的人恢复自然语言交流能力。脑机接口已被用于将试图说话时的大脑神经活动解码并转化为文字。然而，文字交流无法捕捉人类言语中的细微差别，比如语调以及即刻听到自己声音的感觉。在此，我们展示了一种“brain-to-voice”（脑-即时合成具有闭环音频反馈的语音。它克服了缺乏用于训练神经解码器的真实语音的挑战，并能够准确地合成他的声音。除了音素内容外，还能够从皮层内活动中解码副语言特征，使参与者能够实时调节其脑机接口合成的声音，从而改变语调、强调单词并唱出短旋律。这些结果证明了通过脑机接口帮助瘫痪者清晰而富依靠他人完成移动或日常工作。患者能发声但是不能发出清晰的语音，而且发声实时神经解码流程（图1c用于在患者尝试按照自己的节奏说出屏幕上提示的句子时，通过皮层内神经活动即时合成其语音，并提供持续的音频反馈。由于参与者无法清晰地讲话，无法掌握他尝试说话的方式和时间。因此，为了生成对齐的神经和语音数据来训练解码器，开发了一种算法，可以直接从神经活动中识别假定的音节边界，从而能够生成与神经记录时间对齐的目标语音，作为患者预期谱和音高特征，通过声码器实时合成语音。整个处理流程（从神经信号采集到语4数据来源：Aninstantaneousvoicesynthesisneuroprosthesis语音的识别准确率中位数达100%。系统能准确跟随患者缓慢的发音节奏。四块0.79±0.05，略低于提示发音，可能因其发音策略不同。该系统不依赖固定词汇或语言模型，支持合成伪词、感叹词（如“aah”“hmm”）和拼写单词，尽管这些任务未参与训练，合成相关性仍达0.79±0.08。5数据来源：Aninstantaneousvoicesynthesisneuroprosthesis），化：患者可通过神经活动控制语句尾音上扬，实现疑问语气；准确率90.5%。重），6应音高语音。为了评估合成音高水平的人类感知，人类听众被要求从73.02%。统一解码器：在加入旋律任务数据后，原解码器也能学习音高控制，实现音素与音高的同步合成。结果表明：语音运动皮层不仅编码语音内容，也同时数据来源：Aninstantaneousvoicesynthesisneuroprosthesis析，与以往依赖文本输出或离线语音解码的工作相比单元或预定义词汇表。神经分析还揭示，语音运动皮层的输出无关子空间蕴含丰富准备信息，尤其在句子开头或调节语调前尤为活跃，表明大脑在语音生成中具有波动，参与者发音状态与注意力也会影响效果。未来通过长期使用、更多数据积累和模型优化，系统性能有望持续提升。同时，增加电极数量也可进一步提高72.AI辅助增强脑机接口性能尽管过去二十年已取得重要进展，但脑机接口在临床可行性方面仍面临一个关键障碍：其性能必须显著超过其成本与风险。为大幅提升脑机接口的性能，我们采我们在一种基于脑电图信号解码的非侵入式脑机接口系统中展示了这一AI辅助型脑机接口。我们首先提出了一种混合自适应解码方法，该方法结合了卷积神经以帮助完成光标控制和机械臂抓-放任务。试验证明，该AI名瘫痪患者在光标控制任务中的目标命中率提升了3.9倍，并能控制机机放置的积木按顺序移至随机位置——这是一项在没有AI辅助下无法完成的任来源是解码的神经信号，然而多数实际任务具有明确的目标导向性——无论是计用户的动作往往围绕有限目标展开。一旦明确用户意图，人类动作具有一定的刻卡尔曼滤波器（KF实现了对脑电图（EEG）信号的非线性解码与在线自适应8图4：CNN-KF和AI-BCI解码框架用于中心-外8数据来源：Brain-computerinterfa实验显示，三名健康参与者与一名脊髓损伤瘫痪参与者均能通过该解码器在多日康参与者与瘫痪参与者提供稳定、长期的二维光标控制，其关键表现包括：成功纠正了神经信号漂移导致的轨迹偏差，并且可视化分析证实了控制信号源于感觉9数据来源：Brain-computerinterfacecontr数据来源：Brain-computerinterfa对于机械臂控制，研究团队开发了结合计算机视觉（CV）的AI辅助功能。CV数据来源：Brain-computerinterfa的速度与精度，并使瘫痪患者能够完成此前无法独立操作的复杂机械臂任务。随3.采样跨日简单想象动作的表征可塑性以实现长期神经假体控制标题：Samplingrepresentationalpl背景：传统的植入式脑机接口通常需要每天进行繁琐的重新校准，因为神经元记本研究提出了一种新策略：通过采样跨日简单想象动作的神经表征变化，捕捉大实现长达数月乃至数年的稳定神经控制，而无需每日校准，极大地提升了神经假脑机接口（BCI我们发现，一系列简单想象动性，体现出情境依赖性。通过采样跨日的神经表征可塑性与漂移，我们发现了一种元表征结构，该结构对这一系列动作具有可泛化的决策边界；这一发现实现了机械臂与机械手的长期神经假体控制，支持抓取动作。本研究为中尺度神经表征 成中心-外目标到达、路径追踪任务。4）机械臂实体控制：分为“旋转放置任务”试验结果一）神经表征的稳定性与可塑性：不同日期的氏距离增加11.7倍（p<10-³),神经方差降低38.4%（p<10-³)；仅在BCI控制场（二）跨日表征漂移与元结构构建：表征绝对位置存在每日漂移（通过跨日流形未破坏核心编码逻辑；漂移源于神经分布中心的偏移，而非流形结构变化（中心数据来源：Samplingrepresentationalplasticityofsimpleimaginedmovementsacross研究讨论：该研究首次证实人类简单想象动作的神经4.运动皮层中的内心语言及其对语言神经假体的影响标题：Innerspeechinmotorcortexandimplication摘要：语音脑机接口（BCI）在帮助瘫痪人士恢复交流能力方面展现出希望，但也引发了关于其是否可能解码私密内心语言的讨论。另一方面，内心语言或许能法容易使人疲劳，且可能减慢交流速度。通过对四位参与者的多单元记录进行分析，我们发现内心语言在运动皮层中存在稳健的表征，并且想象的句子能够被实者的神经“运动意图维度”。我们探究了解码私密内心语言的可能性，并发现在序列回忆和计数任务中，自由形式内心语言的某些方面能够被解码。最后，我们展），基于术前功能磁共振和个体化皮层分区确定植入位置，记录多单元神经活动（阈考提示等，旨在观察非指令性内心语言的神经表征。所有信号均按照规则进行处确性为97.9%神经表征的差异由音素内容驱数据来源：Innerspeechinmotorcortexandimplicationsforspeechneuroprostheses2）内心语言、发声和尝试发声共享神经编码，且内心语言是其弱调制版本二者的神经特征向量高度相关，主成分分析可视化显示词汇在神经空间中的相对数据来源：Innerspeechinmotorcortexandimplicationsforspeechneuroprostheses无法解码，证实解码信号来自内心语言而非运动规划；计数任务中，解码的数字令式内心语言句子无此规律；自由思考任务中，语言思考的解码词汇量显著多于语言试次随机交错后，主成分分析显示二者的词汇神经结构一致，但在运动意图基本不变，证实该维度是区分二者的核心神经特征，且该特征在闭锁综合征患者发声解码性能的同时，几乎完全抑制了内心语言的无意输出，且解码器对尝试性关键词检测准确率达98.75%，能精准区分用户的有意/无意内心语言，避免误输讨论与局限性：研究表明运动皮层不仅是动作执行区，也是语言感知与内心语言5.一种可用于生物电子学的可移动且长期植入的柔软微纤维传感器有效的脑机接口。本研究受蚯蚓启发，推出了一种用于生物电子接口的柔性、可维生物电子器件转化为一维神经蠕虫，构建出一种多功能微纤维，其内部集成了纵向分布的电极阵列，可同时实现生物电信号和生物力学信号监测。神经蠕虫能实现对目标监测位点的动态定位与切换。通过微小切口将其植入大鼠肌肉后，可维细胞包裹现象仍微乎其微。神经蠕虫构建了一个推动生物电子学取得重大进展研究方法：植入式神经电极能够实现对肌电、脑电等生物电信号的高精度三维时空检测，为神经信息解码提供了更丰富的信号来源。然而，该类电极在实际应用中仍面临两大关键挑战。一是长期植入的稳定性问题，现有电极在植入过程对组织损伤较大。电极植入后，其与组织较大的机械性能差异，会持续引发免疫排异反应，从而在电极周围形成纤维包裹层，降低电极的监测性能。其次，植入后电极的位置调控面临技术瓶颈。现有技术中，电极位置调整往往需要通过二次手术实现，这不仅增加了手术风险，还会造成额外的组织创伤，需要寻求新的微创调针对上述问题，研究团队首先提出了微创植入式神经蠕虫电极的制备策略。首先在亚微米厚度的自粘性聚合物上制备图案化薄膜电极阵列，随后将该聚合物卷制纤维两端会形成两种导电点，分别用于电生理信号检测和引线键合；而两个相邻的“L”形图案卷制后，一侧形成电容器，另一侧则作为沿纤维分布的引线键合封装且高柔性的纤维结构内同时检测电生理信号与机械信号。该纤维的最小直径记录了胫前肌与股二头肌的60通道复合肌肉动作电位（CMAP）信号。此外，硬件系统实现电连接，得益于SEBS材料的高电阻特性（20.6GΩ),各通道可独本研究中，NeuroWorm展现出类似蚯蚓在大脑和肌够精准抵达特定检测位点进行生物电信号监测，为神经和肌肉针对大脑被颅骨包裹、传统植入需开颅手术（创伤大、康复风险高）的问题，团神经肌肉系统是人体运动的执行机构，监测肌肉电信号与应变信号对运动意图识别和健康监测具有重要意义。人体运动通常涉及多块肌肉协同作用，Neuro