腦機接口技術讓癱瘓患者能夠運用腦電信號意念控制機械手臂﹔合成生物制造讓原本生產工藝復雜、價格昂貴的阿洛酮糖變得低價易得﹔將新型光敏蛋白以微創給藥形式注入眼球玻璃體，幫助全盲患者重見光明……以前沿創新技術為“筆”，一幅“科技改變未來”的畫卷正緩緩勾畫。近年來，北京加速卡位腦機接口、合成生物制造等未來前沿產業，記者6月19日跟隨“活力中國調研行”主題採訪活動，探訪了相關領域的最新成果。

“北腦一號”系統步入臨床

薄如蟬翼、不足手掌大小的柔性電極被植入大腦皮層，能夠採集128通路的腦電波信號。與電極相連的是紐扣般大小的微型主機，能夠將腦電信號實時收集解碼，從而幫助植入者進行意念控制。曾在科幻電影裡出現的場景，如今正逐步照進現實。

在北京腦科學與類腦研究所，記者見到了這所新型研發機構在腦機接口領域的重磅創新成果——“北腦一號”“北腦二號”。今年，進展更快的“北腦一號”已經步入臨床。“3月到5月，我們先后完成了5例患者的植入手術。”由北京腦所牽頭成立的腦機接口創新企業芯智達業務發展總監李園說道。其中，首例脊髓損傷四肢截癱患者術后狀態良好，不僅能夠意念控制機械手臂，運動想象多分類腦控准確率高達90%，植入的腦機接口系統還幫助其上肢肌力顯著恢復提升﹔另一位因漸凍症導致言語障礙的患者，成為國際首例植入式腦機接口中文言語解碼臨床試驗對象，伴隨康復訓練解碼准確度不斷提高，有望重建交流能力。

據悉，“北腦一號”是國際上首個百通道以上的高通量、無線全植入、准實用化半侵入式腦機系統。在其步入臨床驗証的同時，“北腦二號”系統也正在加速研發。相比“北腦一號”，“北腦二號”的最大特點是將電極進一步植入大腦組織。“這意味著，能夠更靈敏地捕獲腦電信號，幫助患者實現更精准、實時的意念控制。”李園舉例，比如在運動控制中，“北腦二號”能夠在三維空間上實現更精准控制。

腦機接口是北京腦所發力前沿創新的縮影。北京腦所所長羅敏敏介紹，除了腦機接口，近年來還在基因治療上發力，誕生了以新型光敏蛋白治療全盲患者、基因治療難治性疼痛等創新成果。

合成生物制造破解“甜蜜困境”

今年3月，國家衛健委將阿洛酮糖作為新食品原料的申請納入公開征求意見范圍，釋放出這一健康糖或將獲批的積極信號，業內也開始將這一原料視為“零糖界”的明日之星。阿洛酮糖，又名無花果糖，是一種口感接近蔗糖、熱量卻幾乎沒有的天然稀有糖。過去，傳統生產阿洛酮糖需經兩步轉化，單次效率僅10%左右，且與果糖混合提純成本高，導致其市場價格高昂，普通人難以享用。

一家年輕的創新企業——微元合成悄然瞄准了阿洛酮糖生產難、成本高的痛點，想要通過創新的合成生物學技術改變現狀。“我們通過改造微生物菌株，讓‘細胞工廠’直接‘吞食’葡萄糖生成阿洛酮糖。”微元合成創始人、CEO劉波介紹，新技術將傳統的兩步反應縮減為一步，轉化效率提升至80%，同時，剩余的葡萄糖被菌株代謝，徹底解決了分離難題。採用這一全新技術后，阿洛酮糖的成本將下探50%。

神奇的合成生物制造技術還在其他領域大展身手。劉波介紹，公司的另一項創新技術成果是高效生成葉黃素。“傳統模式是通過種植萬壽菊提取葉黃素，而採用生物制造技術后，一個一米見方的發酵罐一年生成的葉黃素，相當於種植250畝萬壽菊。”類似這樣大幅提升效率、降低成本的合成生物學創新項目，微元合成目前已儲備有50余個。

政策紅利助推前沿成果涌泉

腦機接口、合成生物是當前全球熱點的前沿未來產業。為搶跑卡位相關賽道，近年來，北京不斷釋放政策紅利。2024年9月，本市發布《北京市加快合成生物制造產業創新發展行動計劃（2024-2026年）》，2025年1月，發布《加快北京市腦機接口創新發展行動方案（2025-2030年）》，為兩大前沿產業出台一系列具體支持措施。昌平區前瞻布局合成生物制造產業，2024年1月發布《昌平支持合成生物制造產業高質量發展的若干措施（試行）》，當前正梯次推動孵化起步區、轉化加速區、高端制造區、總部辦公區“四大功能組團”建設。

發揮國際科技創新中心優勢，北京圍繞高效菌株構建，基因編輯工具開發，載體遞送技術研發，神經信號採集、解碼、控制和反饋等關鍵環節，推動高校院所、醫療機構與創新企業聯合開展關鍵核心技術攻關，加速產出一批原創成果。

在腦機接口關鍵技術領域，本市研發超薄柔性深部電極、腦機接口專用芯片、高性能語言解碼器、前饋式運動意圖解碼算法等。在合成生物制造領域，突破一碳轉化、底盤細胞設計技術、大片段基因編輯技術等一批前沿技術，並推動一批創新產品轉化落地：如中國科學院遺傳與發育生物學研究所高彩霞團隊開發的全球首個植物高效大片段DNA精准插入技術，應用於農業生物性狀改良，使高油酸大豆油酸含量從20%提高到80%。（本報記者 趙語涵）

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