意念成言：高通量脑机接口与汉语神经解码的突破之路

在科幻作品中，人类仅凭意念就能操控机器、传递思想的场景早已屡见不鲜。然而，随着神经科学与微电子技术的飞速发展，这一看似遥远的愿景正逐步走入现实。脑机接口作为连接大脑与外部设备的桥梁，不仅为失语、瘫痪等严重神经系统疾病患者带来了重建沟通能力的希望，也正在重塑我们对“人机交互”的认知边界。

在这场技术革命中，侵入式脑机接口因其高精度的神经信号采集能力而成为前沿研究的核心方向。从最初的几十个记录通道，到如今突破千通道的集成规模，相关技术正以惊人的速度演进。与此同时，语言作为人类最复杂、最核心的认知功能之一，其神经解码面临巨大挑战——尤其是像汉语这样具有独特音节结构和表意体系的语言。

在第四届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛上，来自西湖灵犀科技有限公司联合创始人杨杰博士，进行了题为《脑机接口底层技术：从高集成芯片到汉语神经解码》的分享。

高通量全植入脑机接口芯片的研发突破

杨杰博士指出，侵入式脑机接口在过去十年经历了从动物实验到人体应用的重大跨越，其核心趋势是向高通量、全植入方向演进。2010年左右的系统仅能采集约10个通道的神经信号，而到2021年已实现百通道级记录；如今，如马斯克公司Neuralink的设备已达到千通道规模。这一发展遵循类似“摩尔定律”的规律——每7年左右，脑机接口系统可记录的通道数翻倍。

在此背景下，西湖灵犀团队聚焦于开发高通量、低功耗、微型化的全植入脑机接口芯片。杨杰博士强调，芯片功耗是关键瓶颈：脑机接口系统中约60%–70%的体积被电池占据，而60%的功耗消耗在无线数据传输上。传统蓝牙带宽不足，Wi-Fi则因功耗过高难以植入。自2016年起，学术界通过技术创新，已将通信能效提升10倍，速率可达Gbps级别。

同时，芯片体积也需大幅缩小。工业界典型单通道面积为0.02–0.2平方毫米，而神经元与电极尺寸极小，存在严重失配。西湖灵犀团队经过4–5年系统性迭代，已将单通道面积从0.007平方毫米优化至0.001平方毫米，缩小约20倍，并成功集成256通道芯片，噪声与功耗指标达到国际先进水平。

汉语神经解码的独特路径与技术实现

相较于英文，汉语具有高度结构化的音节体系。杨杰博士介绍，每个汉字对应一个音节，由21个声母、35个韵母和4个声调组合而成，共可构成约407个基本音节，覆盖全部汉字发音。这一特性为神经解码提供了清晰的建模基础。

西湖大学团队于2023年首次提出面向汉语的神经解码方案，并于2025年公布实时汉字解码成果。其核心思路是：从神经信号中解码出发音部位（如唇、舌、喉）和发音方式（如爆破音、摩擦音、鼻音）等属性，再通过声母-韵母-声调的组合重建语音。该方法充分利用了汉语拼音系统的预测优势——例如输入法中“njjk”可高概率预测为“脑机接口”，显著提升解码效率。

在临床验证中，团队依托浙江省医院癫痫患者植入的立体脑电图（sEEG）电极，实现了对想象汉字的实时解码。目前，在4–8字符组成的词组中，字符准确率超过50%，整体最高准确率超70%，系统可支持每分钟30个汉字的连续解码。整个流程为：脑电信号经放大器采集后，通过Wi-Fi传输至外部基站运行算法，再将解码结果回传至显示终端，供患者确认。

从科研探索迈向产业化落地

杨杰博士回顾，西湖灵犀科技有限公司成立于2022年，源自西湖大学自然语言处理实验室与先进神经芯片中心的交叉合作。团队最初目标是开发“语言假肢”——帮助渐冻症、中风等失语患者通过脑机接口恢复语言表达能力。2019至2022年，团队完成原理性验证，证实脑电信号可有效翻译为中文；2023年起，转向工程化落地。

当前，公司主营业务包括高通量脑机接口芯片定制与面向语言的神经解码服务。杨杰博士总结道，侵入式脑机接口正从恢复运动功能迈向恢复高级认知功能，尤其是语言能力。随着芯片在功耗与面积上的持续优化，以及汉语神经解码取得突破性进展，该技术已逐步从实验室走向临床应用与产业化阶段。未来，西湖灵犀科技有限公司将继续深耕底层技术，推动脑机接口在医疗康复领域的实际落地。