植入式腦機(jī)接口（BCI）是連接大腦神經(jīng)與外部設(shè)備的核心通道，傳統(tǒng)剛性電極存在腦組織損傷、信號(hào)衰減、生物相容性差等瓶頸。太空微重力、強(qiáng)輻射、寬溫變、電磁復(fù)雜噪聲等極端條件，對(duì)器件穩(wěn)定性、信噪比、長(zhǎng)期可靠性提出嚴(yán)苛要求。本次在軌驗(yàn)證填補(bǔ)了太空植入式BCI環(huán)境適應(yīng)性的國(guó)際技術(shù)空白，為航天醫(yī)學(xué)、深空駐留、神經(jīng)工程提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

一、核心技術(shù)與在軌驗(yàn)證方案

1. 三維錐形碳基柔性電極陣列

采用軟底軟針一體化MEMS設(shè)計(jì)，碳基材料彈性模量與腦組織高度匹配，可無(wú)創(chuàng)貼合大腦皮層褶皺；相比傳統(tǒng)金屬電極，信號(hào)精度與穩(wěn)定性提升數(shù)百倍，具備超高場(chǎng)核磁兼容、低阻抗、長(zhǎng)壽命優(yōu)勢(shì)，已通過(guò)醫(yī)療器械生物相容性認(rèn)證。

2. 在軌微系統(tǒng)配置

搭載32通道柔性MEMS深腦電極+16通道軟性碳基皮層電極，集成自研神經(jīng)信號(hào)采集芯片與低功耗無(wú)線傳輸模塊，在模擬腦脊液環(huán)境中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)程連續(xù)神經(jīng)信號(hào)采集，具備長(zhǎng)期在軌穩(wěn)定運(yùn)行能力。

3. 雙艙對(duì)照驗(yàn)證設(shè)計(jì)

- 實(shí)驗(yàn)組：AI天地孿生小鼠太空實(shí)驗(yàn)艙（AiTEM），復(fù)現(xiàn)航天器艙內(nèi)真實(shí)噪聲環(huán)境

- 對(duì)照組：密閉獨(dú)立艙，實(shí)現(xiàn)全干擾隔絕

通過(guò)同步比對(duì)，精準(zhǔn)提取太空環(huán)境基線噪聲、電磁干擾、器件漂移等關(guān)鍵參數(shù)，建立在軌BCI可靠性評(píng)價(jià)體系。

二、在軌關(guān)鍵成果

- 系統(tǒng)成功經(jīng)受微重力、空間輻射、極端溫變?nèi)r考驗(yàn)，全程穩(wěn)定工作、數(shù)據(jù)連續(xù)回傳；

- 完成離體狀態(tài)下神經(jīng)信號(hào)高保真采集，建立噪聲水平、采樣穩(wěn)定性、長(zhǎng)期服役性能一手?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)；

- 完成無(wú)線供能、低功耗傳輸、抗輻射封裝等航天級(jí)工程化驗(yàn)證，為后續(xù)在體試驗(yàn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

三、應(yīng)用價(jià)值與產(chǎn)業(yè)影響

航天領(lǐng)域

實(shí)現(xiàn)航天員腦健康實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、認(rèn)知疲勞評(píng)估與神經(jīng)狀態(tài)預(yù)警，支持意念操控艙載設(shè)備、應(yīng)急人機(jī)交互，構(gòu)建太空神經(jīng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)體系，為載人登月、火星駐留等長(zhǎng)期深空探測(cè)任務(wù)提供生命保障支撐。

醫(yī)療領(lǐng)域

推動(dòng)癱瘓肢體重建、失語(yǔ)神經(jīng)解碼、帕金森與癲癇疾病精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)落地，依托柔性無(wú)創(chuàng)、高生物兼容、可長(zhǎng)期植入等優(yōu)勢(shì)，加速高端神經(jīng)醫(yī)療裝備臨床轉(zhuǎn)化與普惠應(yīng)用。

前沿交叉領(lǐng)域

形成天地一體化BCI技術(shù)鏈路，實(shí)現(xiàn)腦科學(xué)、微納制造、航天工程跨界融合創(chuàng)新，相關(guān)成果入選IEEE MEMS 2026國(guó)際頂會(huì)，標(biāo)志我國(guó)柔性MEMS與腦機(jī)接口技術(shù)達(dá)到全球領(lǐng)先水平。

從地面試驗(yàn)到太空在軌驗(yàn)證，中國(guó)柔性腦機(jī)接口完成技術(shù)突破、工程驗(yàn)證與學(xué)術(shù)引領(lǐng)三重跨越，既是航天科技的重要里程碑，也是神經(jīng)工程與生命科學(xué)邁向深空的關(guān)鍵一步。