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/ Not yet recruitingN/AIIT Adolescence Cognition, Behavior and Mental Health Cohort Study
100 项与 北京脑科学与类脑研究所 相关的临床结果
0 项与 北京脑科学与类脑研究所 相关的专利(医药)
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来自公众号:深究科学
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语言是人类最独特、最重要的认知能力之一。从一个词到一句话,人脑如何在瞬间组织出复杂而富有意义的语言表达?尽管神经科学研究已经识别出参与语言加工的多个脑区,但语言产生与理解究竟如何在神经元层面实现,仍是认知神经科学领域长期关注的核心科学问题之一。
近日,研究员蔡静在Nature期刊发表最新研究成果Mapping the neuronal building blocks of human language with language models。该研究结合人类单神经元记录技术与先进大语言模型,在单细胞分辨率下系统解析语言加工的神经机制,首次在单神经元尺度观察到语法和语义信息的动态表征过程,并描绘了语言信息在多个语言相关脑区中的神经编码特征,为理解“语言如何产生于大脑”这一经典科学问题提供了新的研究视角。
01
从单个神经元出发,追踪语言产生的动态过程
语言看似自然流畅,却涉及极其复杂的信息处理过程。人脑不仅需要识别词语本身的含义,还需要理解词语之间的语法关系,并不断整合上下文信息,将一个个词汇组织成具有完整意义的短语和句子。
为了揭示这一过程背后的神经机制,该研究利用高密度Utah微电极阵列记录人脑中单个神经元的活动。该技术能够实时监测单个神经元的放电情况,使研究人员得以在单细胞水平动态观察语言加工过程。通过分析神经元活动与语法结构之间的关系,研究人员系统考察了神经元如何表征词汇意义、语法结构以及句子组合过程中的关键信息,从而揭示大脑如何将离散的词语组织成为具有层次结构的语言表达。
研究发现,单个神经元所携带的语言信息非常丰富。部分神经元不仅能够表征词语意义,还能够编码词语之间的语法关系,以及词语如何逐步组合形成短语和句子的过程。更为关键的是,这种语言能力并非由某个特定脑区独立完成,而是依赖于大量神经元组成的动态网络协同工作。这些神经元会根据语言内容和上下文信息迅速调整活动状态,从而支持复杂而灵活的语言交流。
02
结合大语言模型,解析语言网络的组织方式
为了进一步解析自然语言加工机制,在本研究中,研究人员将先进的大语言模型引入神经数据分析,通过比较人脑与人工智能系统中的信息处理过程,探索语言信息在不同系统中的表征规律。
结果显示,人脑中部分神经元的活动模式与大语言模型中的部分人工神经元呈现出相似特征,提示生物智能与人工智能在语言信息处理过程中可能存在某种趋同的组织原则。这一发现为连接神经科学与脑机接口、人工智能研究搭建了新的桥梁。
03
绘制人类语言功能在不同脑区中的神经组织模式
长期以来,语言能力究竟如何由大量神经元协同实现,一直缺乏直接证据。本研究首次在单神经元尺度观察到语法和语义信息的动态表征过程,并进一步描绘了语言功能从单个神经元、局部神经网络到跨脑区协同活动的多尺度组织模式。
研究表明,词性、语法和句子结构等语言规则并非纯粹抽象的认知概念,而是与具体神经元的活动模式密切相关。神经元能够根据语言内容和上下文信息快速调整活动状态,从而支持灵活而高效的语言交流。这些发现为理解人类语言能力的神经基础提供了重要证据,也为破解“人脑如何产生和理解语言”这一核心科学问题提供了新的线索。
04
为语言脑机接口与神经疾病研究提供新启示
语言能力受损是脑卒中、肌萎缩侧索硬化症(ALS)以及多种神经系统疾病患者面临的重要挑战之一。理解语言功能的神经基础,对于开发更加精准的诊疗技术具有重要意义。
通过识别参与语言加工的关键神经元及其组织方式,本研究加深了对人类语言功能神经基础的理解,为语言相关脑疾病的研究提供了新的视角。同时,这些发现也有望推动新一代语言脑机接口的发展,为失去交流能力的患者重建沟通能力提供理论基础。
未来的研究将进一步探索神经元如何将听到的语言快速转化为复杂概念和意义,解析语言理解过程更深层次的神经机制,并推动神经科学、脑机接口与人工智能等领域的交叉融合发展。
研究员介绍
蔡静博士现已加入北京脑科学与类脑研究所任研究员(PI),实验室聚焦于“中文言语脑机接口开发”与“语言神经机制解析”两大前沿方向,致力于打破学科壁垒,推动基础神经科学发现向临床应用的实质性转化。
实验室持续招收博士后/博士/硕士,以及工程师/技术员/科研助理/实习生,专业背景与学历不限。每位成员都将作为核心力量被委以重任,携手打造高性能语音脑机接口,揭示人类认知神经机制的底层奥秘!
联系方式:jingcai@cibr.ac.cn
实验室主页:
https://www.cibr.ac.cn/teamDetail/cibrTeamteam/c31cb1be2bd04583aa0806872bee95e9/Jing%20Cai
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10691-5
本报记者 张佳星 陈瑜 孙明源 华凌 夏天一
当“博一”新生荚左龙讲述他的智能体为律师模拟法庭抗辩现场,并帮他们赢下官司时,人群中有了些微惊讶;当他说仅用7个月就在北京中关村学院组建团队、完成开发、两次迭代、推出产品并获得市场认可之后,他成为记者们竞相采访的对象。
物理专业搞AI、考博是为了创业、“00后”原创改变产业……这些打破固有认知的成长路径,如今在北京未来产业新生代群体中,已从不可思议变为常态可能。
6月10日—13日,科技日报记者跟随“活力中国调研行”北京主题采访活动探访多个极具代表性的创新高地,感受澎湃“微力量”正在以前所未有的能量赋予北京新兴产业与未来产业发展的“加速度”。
激发潜能,让年轻人勇敢与未来“对话”
“我去年9月来北京中关村学院时只明确要创业,但不知道具体能做什么。”北京中关村学院与北京理工大学联合培养博士生荚左龙告诉科技日报记者,学院会为学生匹配AI赋能的细分方向,这些方向来自学院对产业需求“缺口”的精准分析。
作为第一批在AI全面渗透的环境中成长的新生代,年轻人需面对全新的规则:当AI具备搜文献、写代码、做分析、发论文的能力,他们的成才路径正被改写。
“在AI时代,我们需要超常规地培养人才。”北京中关村学院常务副院长董彬说,能够引领未来产业发展的人才要能解决复杂问题,也要不断提出新问题。
2024年9月,教育部、北京市共同成立了北京中关村学院。它突破传统人才选拔标尺,创设“12小时AI实战赛”与“12小时AI黑客松”,从创业经历、跨学科能力、开源贡献、问题定义能力等新维度遴选人才。
“遴选过程是极限12个小时。”董彬说,实战赛题库是来自产业界的真实难题,学生可借助任何工具开发应用,在实战中证明自己。
实战为颠覆性AI技术攻坚挑选出“饱满的种子”,学院赋予这些“种子”破土而出与未来“对话”的能量。在校区内,学生就能调用产业数据、算力平台与应用场景,直面行业专家。“我们不仅为学生提供了‘点餐式’学科选课,还为他们提供资金支持和对接产业、资本的资源。”董彬介绍,目前北京中关村学院已孵化多家初创企业,累计融资超8亿元,孵化学生项目11个。
对于北京中关村学院的师生们来说,未来已来:Carbon生成式基因组大模型以百倍的计算效率为“生命天书”作注释,让人类快速读懂海量未被破译的基因组;AI自动化科研系统AutoSOTA为已经发表的论文提供更优的研究方案,让论文作者大呼“原来可以这样”;原创的10亿规模AI社会模拟器项目相关成果,在首届国际AI科学家大会期间被诺奖得主追着要了三次……
拥抱AI时代,北京中关村学院与中关村人工智能研究院的探索模式在北京延伸。北京市科委、中关村管委会科综处三级调研员陈建荣表示,立足科技创新前沿布局,北京持续推进青年人才创新创业生态示范区建设,专题研究关键核心技术攻关、人工智能产业发展等重点工作,支持多家高校建立人工智能学院,培养储备专业人才。
颠覆传统,让“青苗期微力量”指数倍增
2013年,神济昌华创始人兼科学委员会主席贾怡昌还是清华大学医学院副教授。当时,他所在课题组偶然发现本应出现症状的渐冻症模型小鼠仍然活蹦乱跳,他没有轻易放掉这个“孤例”,而是从中寻找渐冻症基因疗法的新线索。
从实验室到初步产品,一转眼过去了近10年,直到2022年入驻位于北京昌平未来科学城的飞镖国际创新中心后,贾怡昌的企业才飞速发展。仅用一年时间,他们完成近亿元Pre-A轮融资,多个管线进入临床试验。2025年,其自主研发的针对渐冻症的基因疗法获得美国药监局孤儿药资格认定。
飞镖是北京市标杆孵化器的典型代表之一。北京市科委、中关村管委会创新创业服务处副处长夏鸿格介绍,标杆孵化器主动将服务端口前移至前端科研的研发阶段,统筹整合研发场地、精密实验设备、投融资对接等全链条全要素资源,精准赋能科学家领衔创业。
孵化器早就走出靠空间的老传统,通过服务赋能,让“青苗期微力量”指数倍增。飞镖国际创新平台副总经理江茂华说:“很多生物医药的颠覆式创新仍在‘点子’状态。飞镖是‘超级服务器’,科学家把自己的创新成果放进来后就成为‘中央处理器’,可以调用包括专业化平台、跨国药企资源、共享仪器设备等在内的所有资源。”
在京南,人工智能硬件创新创业服务平台北京昱栎技术有限公司则锚定衔接转化“桥梁”位置的概念验证。“当客户阐述需求时,我们的大脑已在飞速运转,将构想的‘0’转化为由真实元件构成的‘1’。”昱栎技术董事长栗旭锦说,平台创新构建“楼上研发、楼下制造”模式,突破产业难题。
曾被国外长期掌控的8万转骨科刨削器技术在这一模式的帮助下仅用4个月便通过智能算法实现自主转化落地。如今,这一验证与中试的成熟模式已为上千家高校院所与重点企业攻克近万个研发子项目。
产业生态的繁荣离不开北京这片沃土的滋养。栗旭锦说:“北京的好政策通过跨部门联审大幅压缩服务周期,完善配套让高端成果咫尺间找齐产业链资源。”
培植生态,追逐原始创新“第一簇微光”
“不可思议的探索想法靠发个微信就能获得支持。”北京脑科学与类脑研究所高级研究员赵瑚对回国加入北脑所这样的新型科研机构感到庆幸。
“脑神经的研究进展靠单个实验室是不可能实现的。”赵瑚说,前一晚冒出想法,可能只需要在微信上与平台同事沟通,第二天平台就会开展研究设计。
“正是有这些支持,‘无人区’的探索才会持续前行,摘得‘世界首创’‘全球首个’的桂冠。”赵瑚说,在北脑所机制体制的支撑下,团队完成了全新的透明化包埋技术研发,成功实现成年小鼠全身神经系统的均一微米级分辨率三维成像,为生命科学研究提供了新的技术工具。
作为首家新型研发机构,北京生命科学研究所同样以对探究未知的包容与耐心支持原创基础研究。“我们很早就在国内探索建设了适合从国外回来的年轻科研人员成长的学术文化。”北京生命科学研究所副所长黄嵩表示,该所在5年的合同期内对PI(学术带头人)实施人权财权的充分下放,PI可以主导团队人员的任免和资金调配使用。
与此同时,该所还建立了31个实验室和16个辅助中心的架构体系,覆盖几乎所有前沿领域,为原创成果的丰富产出厚植培育基础。
稳定的科研经费支持、长周期里程碑的评价机制、全覆盖的专业架构支持,在新型科研机构中,科研人员甘坐“冷板凳”,心无旁骛地追寻点燃创新的“第一簇微光”。
从教育科技人才一体化创新基地到活化创新“种子”的标杆孵化器再到专注前沿探索的新型研发机构……无数“微光”汇聚交融,成为推动北京建设国际科技创新中心、引领未来产业发展的磅礴动能。
氨基观察-创新药组原创出品
作者 | 郑晓
医疗领域下一个颠覆性的技术是什么?脑机接口必然上榜。
前景足够颠覆、马斯克持续推动,再叠加政策大力扶持,引得市场趋之若鹜。脑机接口企业成为时代宠儿,接连化身融资热门标的。
6月11日,脑机接口企业博睿康科创板上市申请获受理,公司本次IPO计划募资25亿元。
雪球越滚越大,挑战也接踵而至。商业市场里,无论怀揣怎样宏大的愿景,一家企业最根本的使命,始终是验证自身商业模式的可行性,而亘古不变的评判标准,便是营收与利润。
矛盾也正源于此。受限于核心产品并未得到临床充分验证,多数脑机接口企业财务表现难言乐观,冲击“脑机接口第一股”的博睿康亦是如此。
2023至2025年,博睿康营业收入分别为7521.24万元、6597.47万元、10847.62万元,营收体量有限的情况下,增长速度也并不亮眼。
对部分脑机接口企业而言,这或许只是阶段性问题,但也未必尽然。
/ 01 /
对脑机接口的无限期待
任何成熟的新兴商业模式,诞生初衷都是为了解决现有产业的真实痛点,脑机接口赛道同样如此。
不少神经系统疾病的根源,在于大脑运动指令无法沿外周神经传递至肢体,帕金森病、癫痫、脊髓损伤引发的四肢瘫痪均属于这类病症,而脑机接口技术为这类病症的功能改善提供了全新路径。
脑机接口依靠外科手术将电极、传感装置植入人体后,可搭建一套完整信号闭环/一端对接大脑皮层,从海量神经元电信号中提取人体运动意念;另一端连通计算机、机械外设,绕开受损的脊髓、外周神经与肌肉通路,直接将意念转化为设备控制指令并完成执行,在大脑中枢与外部设备之间建立独立的直连信息通道。
博睿康首款获批产品NEO-ONE SCI,恰好可以具象化理解这套技术的临床落地逻辑。NEO-ONE SCI是全球首款获批上市的侵入式脑机接口三类医疗器械,适应症为颈段脊髓损伤导致的四肢瘫患者。
脊髓损伤是高发神经系统致残性疾病,会造成损伤平面以下肢体运动、感觉功能永久性衰退。
NEO-ONE SCI采用硬膜外微创植入技术路线,通过微创手术将体内植入体嵌于头皮下颅骨表面,电极阵列铺设在硬脑膜外侧;该方案完整保留硬脑膜结构,同时最大限度贴近大脑皮层信号源。
整套设备的工作流程是,体内植入体实时采集大脑运动意图相关颅内脑电信号,通过无线传输将数据发送至体外主机完成解码分析;系统识别运动意图后生成可执行控制指令,驱动配套气动手套运转,辅助患者完成手部抓握动作,实现进食、饮水、自主持物等日常行为的手部功能代偿,最终提升患者生活自理能力。
/ 02 /
理想与现实的鸿沟
2021年,马斯克公开了一组猴子试验:猴子仅凭意念操控设备,在屏幕上打出文字“我想吃点心”。
或许没人会怀疑,随着技术走向成熟,科幻作品中频频出现的脑机接口场景终将落地成为现实。
但难点恰恰在于技术成熟落地。脑机接口完整闭环难度极高,要完成神经信号采集、信号识别、信号指令转化全流程。即便NEO-ONE SCI已是全球首款获批上市的侵入式脑机接口医疗器械,其真实临床价值仍有待持续验证。
如下图所示,NEO-ONE SCI临床试验受试者为基线ISNCSCI运动评分约22分的AISA完全性脊髓损伤人群,随访6个月ISNCSCI总运动评分仅提升3.97分。受试者功能虽有小幅改善,但是否跨过可被人体感知的功能改善门槛存在一定争议。
相较之下,ARAT(动作研究上肢测试)评分提升幅度更高,但该组数据也存在明显短板。
第一,脊髓损伤患者本身存在自然恢复窗口期,不少患者仅依靠理疗、常规康复训练,6个月ARAT评分同样会出现上涨。现有数据无法拆分12.56分增幅中,分别由手术干预、人体自身自然恢复贡献的分值,疗效增量缺乏明确佐证。
第二,双手ARAT评分标准差达8.82,与均值12.56分数值接近,说明受试者疗效分化严重。部分受试者评分提升超20分,获益显著;但部分受试者改善幅度极低,甚至无功能提升。这意味着该疗法疗效稳定性不足、普适性有限,会削弱其临床应用与商业化推广价值。
换句话说,虽然NEO-ONE SCI在2026年获批,但能够为博睿康带来多大的收入贡献,仍有待观察。这不只是博睿康的问题,也是整个脑机接口产业的困境。愿景固然美好,但现阶段临床数据暴露出现实短板,仍需更多对照临床试验数据完成有效性验证。
/ 03 /
静待星辰大海开启
长远来看,脑机接口产业迎来爆发具备充分可预见性。
我国在该领域布局起步晚于海外,但依托持续加码的顶层政策,正加速追赶全球头部梯队。自“十三五”将脑科学与类脑研究纳入国家重大专项起,相关扶持政策持续出台;近两年,工信部等七部委出台专项文件,明确产业长期发展路线、分阶段发展目标与时间节点。
2025年7月,工信部、发改委等七部门联合印发《关于推动脑机接口产业创新发展的实施意见》,明确产业总体发展目标、五大重点任务、三大重点工程及配套保障举措,划定清晰长期发展路径,提出2027年、2030年两大阶段性发展目标。政策落地后,北京、上海科委相继推出配套地方扶持政策,全方位加速本土脑机接口产业培育。
政策无法跳脱基础科学客观规律,但能够带动产业集聚、引导资本持续流入,客观上加速技术迭代落地。在政策红利催化下,国内顶尖高校、科研院所纷纷孵化产业化项目,包括清华大学、天津大学、复旦大学、浙江大学、上海交通大学、华东理工大学、北京脑科学与类脑研究中心、中科院神经科学研究所等,集中攻坚脑科学、类脑计算底层核心技术。
目前国内已诞生至少30家具备代表性的脑机接口企业,其中多家技术实力跻身全球第一梯队。上海阶梯医疗、北京智冉医疗等本土企业,均计划在2026年启动多中心确证注册临床试验。
若脑机接口产业完整跑通临床、商业化闭环,未来市场空间广阔。根据博睿康招股书援引的灼识咨询测算数据,2025年国内脑机接口相关产品市场规模为51亿元,预计至2035年市场规模将达到949亿元。尽管远期预测数值增速十分激进,但赛道长期高增长趋势具备行业共识支撑。
而能够成功穿越产业化“死亡之谷”、完成临床与商业化验证的脑机接口企业,必然会成长为超级巨头。
期待脑机接口的春天降临。
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