
作者:电子创新网张国斌

在今天召开的“南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛”上,来自上海韶脑传感技术有限公司董事长、上海大学教授杨帮华分享了其团队22年来在脑机接口领域的系统研究与产业化成果,其主题报告《无创脑机接口及其神经康复应用》展现了国内脑机接口在临床落地的突破性进展。
一、从科学概念到工程体系:脑机接口技术的演进逻辑
脑机接口最早可追溯至1973年,1991年正式被定义为“人脑与计算机之间的通讯和控制系统”,2012年美国学者J.R. Wolpaw进一步将其界定为“通过检测中枢神经系统活动并转化为人工输出,以替代或增强自然神经输出的系统”。
杨帮华指出,脑机接口的实质,是让‘耳朵所听、眼睛所看、大脑所想’的神经活动被AI读懂并反馈回大脑,从而实现神经环路的重塑。
根据电极位置与采集方式,脑机接口可分为植入式与非植入式(无创)两类。前者直接记录神经元放电信号,但需开颅植入,适用人群有限;后者以脑电(EEG)与脑磁(MEG)为代表,具有安全性高、成本低、适合大规模应用等优势,尤其在康复医疗场景中展现出更高的可行性。
二、以“运动想象”为核心的无创BCI范式创新
与多数聚焦感知刺激的BCI研究不同,杨帮华团队长期聚焦“运动想象脑机接口”——即在患者肢体无法运动时,通过想象运动的过程,激活大脑运动区特定的神经信号,从而引导AI系统进行意图识别与神经重塑。
这一范式的科学依据,来自神经康复医学中已成熟的运动想象疗法与镜像疗法。
杨帮华团队通过引入VR/AR引导与AI意图解码算法,让患者在沉浸式场景中“想象拿起水杯”等动作,系统实时识别其大脑信号并触发神经电刺激反馈,从而形成闭环训练,实现大脑运动功能通路的重构。
三、从基础研究到算法突破:脑电信号的“深度解码”
自2003年起,杨帮华教授团队在运动想象BCI研究中持续推进任务复杂度,从早期的“两类任务”(如左右手)扩展至“四类任务”(左右手+脚+单侧肢体)。
为解决脑区信号“重叠又差异”的编码难题,团队结合核磁共振成像(fMRI)确定特征脑区权重,再通过脑电信号加权分析与深度学习算法迁移,使患者在极少训练样本下亦能实现较高识别精度。
在四类运动想象任务中,团队的无创脑机接口算法已实现约51%的解码精度,虽未达到植入式系统的精度,但在脑卒中康复场景中已具备实用价值。
值得一提的是,团队于2022年发布了两套开放式脑机接口数据集(含25人与62人样本),成为全球少有的多被试、多日程、跨个体的EEG运动想象数据集之一,大幅推动了国内外算法验证的标准化。
四、产业化落地:国内首张无创脑机接口医疗器械注册证
经过22年持续研究,杨帮华教授团队在2024年成立的上海韶脑传感科技有限公司,已实现从算法到产品的全链条转化。
据悉,2024年10月,韶脑传感获得上海首张“无创运动想象脑机接口+神经电刺激”医疗器械注册证。同期,团队开发的8核16通道EEG信号采集硬件与手关节持续被动康复训练仪也相继获批,形成“信号采集—意图解码—电刺激执行”完整闭环,累计拥有三张医疗器械注册证。
目前,该系统已在首都医科大学附属北京天坛医院、复旦大学附属中山医院等20多家医院落地应用,并成功中标北京天坛医院采购项目。临床数据显示,使用患者经过一个月训练后,运动功能平均提升约30%,显著改善康复效率。
五、从临床验证到人机共融:迈向智能康复新时代
韶脑传感不仅在运动康复领域取得突破,还将脑机接口拓展至意图表达与辅助出行。
例如,针对失语或意识障碍患者,团队构建了基于EEG的意图识别系统,患者仅需凝视屏幕两秒即可表达“吃饭”“喝水”等需求;同时,开发的脑控康复轮椅实现了基于脑意图的前后左右运动控制,兼顾认知训练与空间感知康复,在全国脑机接口创新大赛中荣获特等奖。
六、技术标准与未来展望:从研究到生态构建
目前,杨帮华教授团队正牵头制定运动想象脑机接口的国家标准实施流程,推动中国在无创BCI临床规范化与可评价体系建设方面形成国际影响力。
从科研到产业,从算法到注册,从康复设备到交互系统,韶脑传感的探索标志着中国无创脑机接口正从科研突破迈向产业生态构建的新阶段。
未来,随着AI算法、传感硬件与神经反馈机制的进一步融合,无创脑机接口有望在中风康复、意识障碍评估、智能辅具等多个领域实现临床规模化应用,成为人类“意念驱动”康复的重要通路。
从2003年到2025年,杨帮华教授团队22年的坚守,让“想象运动”从科研概念成为可验证的临床疗法。无创脑机接口正以安全、智能、普适的方式,重塑人机交互与神经康复的边界,也为中国在这一前沿领域赢得了创新先机。