高位截瘫患者恢复运动机能、盲人视觉重见光明……立足全民大健康战略，面向患者对健康的渴望，中国科学院副研究员刘冰在植入式脑机接口方面取得重大突破，形成了“脑机双学习”的特色核心科技。这一成果不仅为高位截瘫、盲人患者的康复带来了新的希望，还积极推动成果转化，在视觉重建和具感知反馈的运动控制等领域推动医疗新质生产力，为实现民族健康梦贡献了科技智慧。

专业知识的积累与科研基础

刘冰的专业知识学习和历练为扎根科研奠定了坚实基础。他本科毕业于西安交通大学生物医学工程专业，后在中国科学院生物物理研究所硕博连读，获得神经生物学博士学位。此后，他先后在芝加哥大学、加州大学伯克利分校和杜克大学进行博士后研究。2023年，刘冰作为中国科学院引才计划引进人才，担任副研究员。他将研究方向定位为植入式脑机接口及计算神经科学，并在闭环融合式脑机接口应用、类脑解码器设计、神经信号编解码以及植入式脑机接口界面等领域开展了大量工作。凭借近15年的非人灵长类植入式记录工作经验，刘冰形成了高度交叉的研究背景，涵盖生物医学工程、系统神经科学、计算神经科学和脑机接口等多个领域。

创新“脑—机双学习”技术 攻克运动障碍难题

在医疗健康领域，运动障碍和语言障碍一直是科技工作者亟待攻克的难点。刘冰深知人类健康离不开科技的支撑与突破，因此他和团队致力于开发基于“脑—机双学习”的具反馈的运动学习、控制系统，并验证其在医疗应用中的优势。

刘冰及其团队应用机器学习方法设计了实时闭环适应的解码算法，实时学习神经信号的模式。同时，他们探索了神经系统在使用算法进行运动控制过程中的学习过程，将神经学习与算法学习相结合，形成了“双学习”脑机接口系统。针对脑与机同时学习交互的脑机融合系统，团队通过实验研究了在干扰和任务变化条件下的系统表现和机制，极大地推进了脑机接口临床应用的可能性。

目前，刘冰和团队已将“脑—机双学习”技术应用于医疗实验，并与相关医院合作，获得了部分患者在字母手写和意念手写的SEEG数据。面向未来，团队计划开发融合智能先进机器人系统，应用于植入式脑机接口控制，具备视、触、力觉反馈，实现机械臂及灵巧手的远程操控。

填补国内视觉重建技术空白

全球全盲患者超过4000万，而人类感知的70%以上来源于视觉。对于失去视觉的患者来说，重建光明是迫切的需求。然而，常规医疗方法对神经坏死或眼球缺失的患者基本无效。面对这一现状，刘冰决定迎难而上，通过植入式脑机接口方法进行视觉重建。

经过数年的努力，刘冰和团队总结出了一套完整的解决方案。他们设计了一款视觉采集外设，并基于神经机制的深入研究开发了符合视觉神经驱动的刺激模式系统。通过模拟大脑视觉神经传输模式，患者能够感知光点和线条等视觉信息。团队还通过组合多个实体电极模拟虚拟电极功能，提高了视觉重建的精确度，增加了系统的灵活性和可扩展性。这一创新成果填补了国内视觉重建技术的空白。

创新植入式脑机接口系统及植入方案

科研的本质是服务社会，而医疗领域的科研更要面向国家大健康的战略需求，全力服务大众健康。基于这一理念，刘冰和合作者致力于植入式脑机接口系统及植入方案的研究。他们的主要方向包括开发具有实时闭环功能的脑机接口实验系统、合作开发柔性大规模植入电极及其植入方案并进行动物实验测试、合作开发基于超声的极微创开颅方案等。

以商业化应用促进成果转化 服务大众健康

在刘冰看来，科研成果只有转化为临床应用、惠及大众，才能真正体现其价值。因此，他在创新突破的同时，加速了成果转化落地的进程。为此，他创立了明视脑机科技有限公司，聚焦视觉重建、运动控制等前沿领域，专注于侵入式脑机接口的创新发展，推动脑机技术的应用与普及。

“我们团队已经在技术研发和产品应用上迈出了坚实的步伐。”谈到团队成就，刘冰充满自豪。公司团队成员涵盖神经科学、电子工程、计算机科学、生物工程等多个领域的专家，他们在不同角度深入研究脑机接口技术，攻克技术难题，推动产品创新。在产品应用上，核心产品包括针对全盲患者的视觉重建系统解决方案，以及针对高位截瘫患者的具反馈的运动控制解决方案。未来，团队还将积极拓展脑机接口技术在人形机器人、军工等多个领域的应用场景。

“相信通过我们的不懈努力，脑机接口技术将在未来改变人类与世界的交互方式，开启一个全新的智能时代。”站在科技发展的前沿，刘冰满怀信心，并立志为人类的健康和美好生活贡献力量。