从探索宇宙星辰到认识生命奥秘,脑科学正成为未来科技竞争的重要前沿方向。国家正加速推动其与人工智能等前沿技术的深度融合,赋能新质生产力、实现高水平科技自立自强。为响应国家战略的深切召唤、探寻科技自立自强的青年担当,“脑科学与脑机接口”思政实践支队正式集结出发,奔赴临床与产业一线。此次思政实践依托本科通识课程《临床脑科学前沿探索》开展,是从课堂走向临床、从理论学习延伸至科技创新实践的重要环节。

2026年7月13日至17日,实践支队由清华大学北京清华长庚医院神经外科苏伟副教授、基础工业训练中心张琦老师带队,20余名来自医学院、未央书院、探微书院、致理书院、自强书院等院系的同学参加。实践围绕脑科学与脑机接口技术转化应用,引导不同学科背景的同学走近医学与工程技术交叉前沿,在真实需求和产业场景中理解科技创新路径。活动期间,支队先后走访清华大学基础工业训练中心、北京脑回录科技有限公司、博睿康科技(常州)股份有限公司北京基地、清华大学玉泉医院(清华大学中西医结合医院)、中国中医科学院中国医史博物馆、中关村大兴生物医药产业基地、北京大兴区科学技术委员会、北京海盛医疗器械有限公司、深圳微灵医疗科技有限公司北京子公司、昌平国际高端医疗装备创新与高质量发展交流中心、北京新云医疗科技有限公司、北京宜和医院(美中宜和医疗集团旗下综合院区)、以及清华大学北京清华长庚医院等十余家企业、政府和相关机构,通过实地参观、专家讲座、座谈交流与结课汇报等形式,深度探索脑机接口技术的前沿进展与产业化路径。

7月13日上午,实践开营仪式在基础工业训练中心举行。张琦老师首先向全体同学介绍了本次实践的五天行程安排、师资配置及教学逻辑。张琦老师指出,本次实践融合了理论学习、设备实操、医院调研与项目研讨四个维度,旨在通过交叉组队促进学科融合、以真实场景驱动问题发现。

随后,脑回录(Nanoloop)公司CEO张昊天为同学们带来专题分享。作为清华大学美术学院2017级本科、2024届硕士毕业生,张昊天分享了公司以运动场景为核心切入点、通过脑电头环硬件与AI教练agent相结合的C端产品思路,并介绍了公司成立于2024年,目前已完成千万级融资,相关产品已进入用户测试阶段。

分享结束后,同学们现场佩戴了脑回录提供的非侵入式脑电头环设备,在技术人员指导下进行了注意力、疲劳、压力等指标的实时数据采集与体验。

7月13日下午,支队前往博睿康科技(常州)股份有限公司北京基地。博睿康成立于2011年,是国内最早涉足脑机接口产业化的公司之一,核心团队源自清华大学神经工程实验室。同学们首先参观了公司展厅,了解了科研级非侵入式脑电设备的技术演进路径——从无线微型化到多模态融合,以及湿电极、盐水电极与干电极三类方案在信号质量与准备效率之间的权衡关系。

随后,博睿康相关负责人靳晓东在会议室系统介绍了公司从科研线起步、于2024年获批全球首款硬膜外植入式脑机接口产品Neo的发展历程,并重点讲解了Neo系统的技术路线与临床验证成果。

在体验环节,同学们亲身参与了脑控打字体验,佩戴干电极设备尝试用脑电信号控制屏幕输入。

7月14日上午,支队走进清华大学玉泉医院(清华大学中西医结合医院)。神经调控病房负责人马羽教授同时也是《临床脑科学前沿探索》本科通识课程授课教师之一,长期参与脑科学前沿知识与临床实践融合教学。在神经调控病房,周荣凇医生结合帕金森病患者诊疗案例,向同学们介绍脑深部电刺激术(Deep Brain Stimulation,DBS)的治疗原理、手术流程以及术后程控管理。通过真实病例学习,同学们进一步理解神经调控技术如何通过精准调节脑网络功能改善患者症状。随后,支队参观神经电生理室及相关设备,并听取神经外科孙丽颖主治医师关于DBS术前影像评估、术中定位技术及神经调控发展历程的专题讲解。



7月14日下午,支队前往中国中医科学院中国医史博物馆开展中华传统医学文化学习。在讲解员带领下,同学们系统了解中国传统医学发展的历史脉络,通过28星宿柱、太极八卦图、针灸铜人、《内经图》等馆藏展品。在互动环节中,同学们通过多媒体设备学习穴位定位与经脉循行知识,体验了针灸铜人互动考核游戏,感受了古代医学生“针入水出”的考核方式。




7月15日上午,支队走进中关村大兴生物医药产业基地,了解区域生物医药产业发展环境和科技成果转化体系。活动在北京市人才文化教育基地举行,由大兴区科学技术委员会副主任冯米香主持。大兴区科委协作科、医药专班孙竹青科长首先围绕北京市及大兴区人才支持政策、产业发展布局等内容进行了专题介绍。孙科长介绍,大兴区是北京市生物医药产业四大主导区域之一,近年来持续完善生物医药产业创新生态。目前,区域内拥有医药上市企业6家、专精特新企业166家,建立了“三层三类八领域”人才支持体系,并通过创新创业大赛等平台加大对科技创新项目的支持力度。大兴区科技成果转化专班负责人李泓成科长随后介绍了区域科技成果转化体系建设情况。为促进创新成果从实验室走向产业应用,大兴区设立科技成果转化创业投资基金,重点支持早期创新项目发展,形成“投早、投小、投创新”的支持模式。目前,大兴区已建设17个特色产业园区,其中包括中关村首个核酸药物专业产业园,为生物医药领域科技成果转化和产业集聚提供了重要支撑。

随后,支队前往北京海盛医疗器械有限公司参观交流。公司总经理张杰以“创新医疗器械从0到1的开发之路”为题作专题分享。张杰结合自身从心脏支架研发到医疗器械企业创办的发展经历,介绍了创新医疗器械研发转化过程,并系统讲解了医疗器械分类管理体系、产品设计开发流程以及注册评价要求。他指出,医疗器械创新不仅需要工程技术突破,更需要紧密结合临床需求,其中科学合理的临床试验方案设计是推动产品实现安全有效应用的重要环节。分享过程中,他还介绍了海盛医疗在高精度镍钛合金介入医疗器械加工、表面药物涂层等领域的技术积累,使同学们进一步了解材料工程、制造工艺与临床应用之间的紧密联系。
讲座结束后,在张杰总经理带领下,支队参观了海盛医疗激光雕刻车间和编织支架制造车间,现场了解镍钛合金材料精密加工、支架编织成型等生产工艺流程,对创新医疗器械从概念设计、工程制造到临床转化的完整链条形成了更加直观的认识。

7月15日下午,支队前往深圳微灵医疗科技有限公司北京子公司。微灵医疗由现任南方医科大学粤港澳大湾区脑科学与类脑研究中心教授李骁健创办,专注于医疗级全植入式脑机接口全栈技术研发。工作人员梳理了植入式脑机接口电极从硬质电极到柔性电极的技术演进路径。公司主打产品为柔性薄膜高密度微电极阵列和全植入式脑机接口微系统,单电极以128通道为基础单元,采集设备可集成8个模块实现1024通道采集,当前聚焦于解决脑损伤后的脑功能保护问题,应用于围手术期脑神经电生理信息解读、认知功能解码及功能区定位、癫痫精准诊疗等场景,且已在全国多家医院开展临床试验。

讲座结束后,同学们近距离参观了微灵医疗的高通量颅内脑电图机、柔性薄膜电极实物及全植入式脑机接口系统产品,并就电极材料、植入方式、信号采集精度、产品定价与医保覆盖等问题与工作人员进行了深入讨论。
7月16日上午,支队前往昌平国际高端医疗装备创新与高质量发展交流中心参观学习。在展厅讲解员李媛的带领下,同学们系统了解我国高端医疗装备产业发展历程、创新成果以及未来发展方向。

展厅导览从政策墙开始,集中展示了2014年以来国家支持医疗器械产业创新发展的系列政策举措。交流中心围绕临床应用场景设置了多个沉浸式展区,涵盖ICU、心血管、骨科、眼科、神经科、肿瘤、诊断和康复等领域,并设置北京厅和未来厅,全面展示医疗装备从研发创新到临床应用的发展路径。在参观过程中,同学们重点了解了国产高端医疗装备创新成果,包括清瀚医疗与汉诺医疗的国产ECMO设备、东软医疗一体化滑轨CT与血管造影复合手术系统、乐普相关企业可降解介入器械、天智航骨科手术机器人、图湃医疗全域扫频OCT设备、华科精准神经外科导航定位机器人、碳离子放疗设备、联影高场磁共振及光子能谱CT、数坤科技人工智能辅助诊断系统等,直观感受国产医疗装备在生命支持、精准诊疗、智能辅助和微创治疗等领域的发展成果。在未来厅,同学们还参观了北京脑科学与类脑研究相关平台展示的“北脑一号”半侵入式脑机接口和“北脑二号”全侵入式脑机接口展品,进一步了解脑机接口技术从基础研究向临床应用转化的发展趋势。



参观结束后,支队前往交流中心三楼北京新云医疗科技有限公司开展专题座谈交流。

中国科学院电工研究所张广浩副研究员作了题为“植入式脑机接口神经刺激系统——疼痛”的专题分享。作为相关技术研发参与者,张广浩副研究员结合神经调控领域的发展历程,介绍了植入式脑机接口技术在慢性疼痛治疗中的探索与应用前景。张老师重点介绍了新云医疗围绕疼痛疾病全周期管理构建的神经调控技术体系,包括微创经皮腰椎管减压手术(PILD)器械NewMild®、AI+ECAP 闭环有源植入式可充电脊髓电刺激系统NewStim®以及植入式脑机神经刺激系统C-7®,分别面向腰椎管狭窄、药物治疗效果不佳的顽固性疼痛以及难治性疼痛等临床需求,展示了神经调控技术从传统介入治疗向智能化、闭环化发展的演进路径。
随后,新云医疗首席运营官(COO)邓涵作了题为“神经调控技术行业趋势与产业落地”的专题分享。邓涵介绍,随着神经系统疾病和功能障碍相关疾病负担持续增加,神经调控技术正在成为连接医学、工程与人工智能的重要交叉领域。她系统梳理了神经调控技术的发展历程,从心脏起搏器等早期电刺激技术,到脊髓电刺激(Spinal Cord Stimulation,SCS)、脑深部电刺激(Deep Brain Stimulation,DBS)等临床应用,再到当前融合人工智能算法的闭环神经调控技术,指出神经调控正由传统“开环刺激”模式向更加精准、智能的闭环调控方向发展。分享中,邓涵还介绍了DBS、SCS、迷走神经刺激(Vagus Nerve Stimulation,VNS)等代表性技术及其临床应用场景,指出神经调控作为医学与工程技术深度融合的重要方向,将在未来精准医疗和脑科学发展中发挥重要作用。
随后,清华大学北京清华长庚医院苏伟副教授作了题为“可穿戴多模态闭环神经调控无创脑机接口”的专题分享。苏老师以人体交感神经与副交感神经调节平衡为切入点,介绍了自主神经系统在压力调节、睡眠状态和疲劳管理中的重要作用,指出相关功能失衡可能与多种身心健康问题密切相关。在技术路径方面,苏老师提出构建基于多模态生理信号融合的可穿戴闭环神经调控系统,通过脑电头环、心电手环和皮肤电传感器等设备,实现对脑功能状态和自主神经活动的综合感知,并进一步结合人工智能算法开展状态识别与精准调控。他指出,不同生理信号具有不同时间尺度和动态变化特征,如何实现多源异构数据的高精度融合,是该领域未来发展的关键技术挑战。
专题交流结束后,北京新云医疗科技有限公司创始人兼CEO赵云总经理莅临现场并致辞。他对清华大学师生到访表示欢迎,并表示医工交叉创新需要医学、工程和人工智能等多领域人才协同发展,希望同学们将扎实的理论基础与创新视野融入医疗科技实践,为健康中国建设贡献青年力量。



7月16日下午,支队前往北京宜和医院(美中宜和医疗集团旗下综合院区)参访交流,了解现代医疗服务模式与神经功能疾病诊疗新技术应用。


参访过程中,同学们深入了解美中宜和以患者为中心的医疗服务理念。在临床服务方面,医院通过多学科协同和全流程管理,为患者提供个性化医疗服务。例如,产科提供家属陪伴式服务,儿科注重儿童友好型诊疗环境建设,骨科结合康复医学理念制定个体化康复方案,体检中心通过检前评估、检中管理和检后健康指导实现全周期健康管理。影像中心配备站立位负重CT、256排CT、3.0T磁共振等先进设备,并通过优化流程提升患者就诊体验。

随后,中国医师协会神经病学分会副会长、中国卒中学会常务理事、神经内科楚兰教授作了题为“睡眠障碍与重复经颅磁刺激(rTMS)”的专题分享。楚兰教授系统介绍了睡眠障碍的临床分类及诊疗现状,重点讲解了导航经颅磁刺激技术(rTMS)在神经精神疾病治疗中的应用。该技术通过精准定位和调节大脑皮层功能活动,可用于焦虑抑郁、睡眠障碍、偏头痛、卒中后功能障碍及部分儿童神经发育相关疾病的辅助治疗。在交流中,楚兰教授还介绍了功能医学相关理念,强调睡眠、情绪与整体健康状态之间的相互影响,并从肠道菌群、代谢状态等角度探讨影响神经功能的重要因素,引导同学们从多维度理解脑健康与全身健康之间的联系。
7月17日,支队前往清华大学北京清华长庚医院开展参访交流。



上午,同学们首先参观医院病房、手术室等临床区域。苏伟副教授介绍了医院“医教研转”四位一体的发展定位,强调现代医学创新不仅需要临床诊疗能力,更需要依托科研平台推动基础研究、技术开发与临床应用的深度融合。
随后,团队走进临床转化科学中心实验室,了解医院围绕临床需求建设的科研与转化平台。苏老师重点介绍了清华大学临床生物样本库,该平台作为校级人体生物样本存储与研究支撑平台,配备-80℃及-196℃全自动存储系统,为临床研究和生命科学研究提供重要资源保障。
在细胞与基因治疗转化平台,团队参观了符合GMP标准的细胞制备车间,了解临床级细胞制剂制备及相关研究流程。临床研究中心设置研究型病房,可开展I期及早期临床研究,用于评价创新医疗技术和治疗方案的安全性与耐受性。此外,中心还配备自动化细胞培养系统、多模态动物成像平台及GMP质量控制检测平台,为肿瘤类器官研究、高通量药物筛选以及创新疗法转化提供技术支撑。
通过此次参访,同学们进一步认识到,从实验室发现到临床应用,医学创新需要依托系统化转化平台,实现基础研究、工程技术和临床需求之间的有效连接。

下午,结课汇报交流会在清华大学北京清华长庚医院3号楼9层会议室举行。清华大学北京清华长庚医院党委副书记魏晶、外科部部长兼神经外科主任杨学军教授出席会议并讲话。
魏晶副书记代表医院对支队的到来表示欢迎。她指出,清华医学的重要特色在于与工程学科深度交叉融合,这也是清华医学区别于其他医学教育体系的重要优势。她希望同学们以此次实践为契机,进一步拓展交叉学科视野,在医工融合领域探索创新方向。
杨学军教授围绕脑科学与脑机接口发展提出,要对前沿技术保持“深度的冷静思考”。他指出,医学科技创新的最终目标是解决临床问题、服务人民健康,而不仅是发表论文或完成技术展示。科研探索必须坚持临床需求导向,以严谨的科学思维和扎实的转化基础推动创新成果真正服务患者。
杨学军教授勉励清华学子勇于探索神经外科这一高挑战、高要求、长周期的医学领域,在面对重大科学问题和临床难题时保持长期主义精神,为未来医学发展贡献力量。
随后,六个小组依次进行了结课汇报。



第一组以“光遗传学与神经调控”为题,提出利用光遗传学实现高时空分辨率、细胞特异性的神经调控,并引入上转换纳米颗粒解决方案,将低能量近红外光转化为高能量可见光,实现无线无创跨组织光遗传调控。
第二组以“脑机接口的产业现状与未来展望”为题,将脑机接口产品按技术路线分为非侵入式、半侵入式、全侵入式三类,对应消费级、医疗级、康复级三类市场需求,提出未来竞争核心在于平台优势。
第三组提出“基于睫状神经信号采集的人工晶体变焦系统”与“记忆调控”两个项目构想。前者通过生物柔性薄膜贴合睫状神经节采集信号、AI解码视觉意图、液晶光学层实现连续变焦,并考虑利用眼内房水动能自供电。后者提出通过脑电识别记忆巩固的三个关键窗口期并针对性施加TMS,实现闭环记忆调控。
第四组提出“血管介入式脑机接口(穿血管壁电极植入)”方案,结合血管支架技术与柔性电极,通过导管沿静脉到达目标脑区、穿出血管壁将电极植入脑实质。方案包含封堵阀止血、分步释放、水凝胶生物密封等工程化设计。
第五组提出“多模态电极——电生理+电化学信号同步检测”方案,通过光刻技术在柔性电极上构建128通道电路,选取部分通道通过电化学反应堆积修饰层,实现同一电极上电生理信号与多巴胺等神经递质化学信号的同步检测。该方案可应用于帕金森病、难治性重度抑郁症、成瘾与冲动控制等场景。
第六组从工科视角对脑机接口进行了系统性分析,将脑机接口通路分解为意图产生→电极传感器采集(微伏级信号)→信号传输→AI算法解码→对外接口输出五个环节,总结了信号采集、信号理解、安全执行三大工程挑战。
在自由交流环节,校总务办朱娉婷老师从人文与管理视角分享了脑科学技术发展对健康校园建设的启发,认为未来健康体系建设需要关注技术创新与人的需求之间的结合。校信息办王甜甜老师结合自身经历,分享了医疗技术进步对患者心理支持和疾病认知的积极影响,表达了对医学创新改善患者体验、缓解健康焦虑的感受。



最后,苏伟副教授作总结讲话。他指出,大学教育和科研创新不能局限于校园和实验室,要让同学们真正了解临床需求、社会需求和国家战略需求,在真实问题中发现科学问题、探索解决方案。
苏老师引用中国工程院医药卫生学部主任董家鸿院士提出的理念——“治别人治不了的病,开别人开不了的刀”,勉励同学们勇于面向医学领域的重大挑战,探索未知、突破边界。他指出,清华的优势在于学科交叉,而交叉创新的基础在于充分沟通与深入交流。实践汇报中,同学们围绕脑科学与脑机接口提出了多个具有探索价值的创新方向,希望大家进一步寻找合作伙伴,持续完善方案,推动创新想法向实际应用发展。他寄语同学们,将个人成长与国家发展需求相结合,在服务人民健康和推动科技进步的过程中实现自身价值。会议在合影留念后圆满结束,为期五天的“脑科学与脑机接口”专题实践活动顺利收官。
总结

此次暑期实践正值国家持续推进科技创新体系建设、加快布局脑科学与人工智能等前沿领域的重要时期。五天实践过程中,同学们走近临床一线、科研平台和创新企业,深入理解医工交叉从基础研究、工程创新到临床转化的发展路径,进一步体悟科技创新必须坚持面向人民生命健康、面向国家战略需求。
习近平总书记强调,要坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,不断向科学技术广度和深度进军。广大青年科技工作者应勇担时代使命,在服务国家战略需求和人民生命健康中贡献智慧力量。实践中,从光遗传学神经调控,到脑机接口技术探索,再到多模态神经信号感知与闭环调控方案,同学们围绕真实临床需求开展创新思考,在交叉融合中感受科技创新的责任与价值。
面向未来,青年学生既是科技创新的参与者,也是国家战略需求的践行者。希望同学们以此次实践为起点,继续深耕脑科学与医学工程交叉领域,将个人学术追求融入国家科技发展和人民健康事业,在推动高水平科技自立自强的进程中贡献青春力量。

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