同样是植入大脑的神经电极，有的用一个月就失效了，有的能用一年半信号还不衰减。有的用一千多个通道只能测到一两百个神经元，有的用两百多个通道就能测到四百多个神经元。差别不在算法，在电极本身。

    区别于传统的刚性神经电极，后者这种电极呈细密的网状，像一张微缩的蛛网，肉眼几乎看不见，细丝的直径仅为头发丝的百分之一，只有通过放大模型才能看清它的全貌。它能让神经元轴突从网孔中穿过，与电极形成稳定的交织结构，大脑几乎感觉不到它的存在，同时也极大减少了免疫排异反应。

    这张网状电极就是戴小川团队正在做的东西。神经元轴突可以从网孔中穿过，与电极长在一起，就像把电极“缝”进了神经元网络里，而不是“插”进去。这个想法，清华大学副教授、和泽科技创始人戴小川研究了十六年。

    跨界

    从化学到生物医学新赛道

    2010年，戴小川从北京大学化学专业本科毕业后，前往哈佛大学深造并拿下博士学位。本科期间他师从张锦院士和刘忠范院士，做的还是纳米材料。到了哈佛，导师是Lieber院士，全球纳米科学领域的顶尖学者，研究方向从纳米材料拓展到纳米电子学。

    做纳米尺度电子传感器的初衷很简单，传感器越小，精度越高，能耗越低。但做着做着，戴小川发现了一个意外的好处，电子传感器小到一定程度之后，植入组织后动物免疫系统对它的识别就变弱了。“这对于一种可植入的医疗器械来说非常关键。”他说。

    大脑神经信号的精准获取与解码，是脑机接口技术走向临床应用的核心瓶颈。传统植入式刚性神经电极在植入脑组织后，常因微幅位移引发持续的免疫炎症反应，进而被胶质细胞包裹，导致信号质量随时间显著衰减。

    这个发现将他引向了生物医学工程这一交叉领域。一个化学背景的学生，博士期间的工作却大量涉及光刻机操作，偏微电子方向。同时，研究生物学应用又需要养细胞、做动物手术，他就不厌其烦地去医学院请教。博士后阶段，他先后在哈佛大学化学系、塔夫茨大学生物医学工程系、麻省理工学院电子工程系从事研究。每一阶段科研经历都是一次跨学科突破，每一次跨界探索都让他吸收到新的知识。

    网状结构源于戴小川在哈佛的研究，那时候还只能算是一个科研成果。基础研究的思路更多是“问为什么，然后尝试去回答它”，去理解网状结构对组织的影响、观察电极与组织的界面如何随时间变化等底层机制。这与工科研究的思路不同，工科思路要求怎样做得更好，“等我理解得更好之后，一定会有办法做得更好。”他说。

    从北大到哈佛，从化学到纳米电子再到生物医学工程，戴小川的学术轨迹不是一条直线，每一段都在跨界。但正是这些看起来“绕路”的经历，后来被验证为一种必要的积累。“每个学科都提供了不同的工具箱，化学给了我对材料的理解，电子工程给了我把材料变成器件的能力，生物医学给了我在活体上验证的视角。”让他后来有能力把材料、电子、生物、医学糅在一起，去做一件别人做不了的事。

    破局

    想让患者通过意念“说话”

    网状电极用的材料并不新奇——聚酰亚胺，一种生物相容性较好的聚合物，在医疗领域已有长期应用。

    真正的创新在于结构。把聚酰亚胺做成薄膜，再通过芯片加工方法切割成网状图形。植入后，神经元轴突可以从网孔中穿过，与电极形成交织。戴小川把它称为“仿组织支架电极”。

    传统神经电极是实心的片状或针状，电极植入后，会随着脑组织的微动产生相对位移，引发炎症反应，最终被免疫系统排异。而网状电极因为足够柔、足够小，又给神经元留出了“穿行”的空间，大脑几乎感觉不到它的存在，排异反应极低。

    免疫反应小，信号精度就高。脑机接口的核心是把大脑里的电信号读出来，解码后去控制光标、机械手、轮椅等外部设备，或者让患者通过意念“说话”。信号是最核心的媒介，精度直接决定了解码的上限。

    戴小川在采访中做了一个对比。国际上的商用电极有1024个通道，能测大概一两百个神经元，他们的网状电极用256个通道就能测400多个神经元。四分之一通道数，测到对方两倍以上的有效信号。而在稳定性上的差距更大，据公开报道，传统商用电极植入人体30天后，有85%的电极失效。戴小川的团队在非人灵长类动物上做的实验显示，18个月后信号衰减少于10%。

    “这种稳定性对于未来脑机接口的临床应用非常关键，”戴小川强调，“任何植入式医疗器械，都不能让患者面临短期内频繁手术更换的风险。”

    从免疫反应小，到稳定性好，再到解码准确率提升，这些优势一环扣一环。

    谈及脑机接口的临床应用前景，戴小川有着清晰而务实的判断：“绝大多数跟大脑有关的疾病，未来都有被治愈的机会。”他列举了癫痫、帕金森、阿尔兹海默症、抑郁症等，这些疾病或是因为病理性的变化，或是外伤造成的变化，导致一部分大脑功能受损。“用脑机接口来对大脑做干预和治疗是未来的方向。”他说。

    攻坚

    从实验室到服务临床需求

    在戴小川看来，学校和企业的分工很清晰。基础探索阶段，高校具有独特的优势；而在工程迭代阶段，企业是绝对的主力。两者是接力关系，而非割裂关系。学校做0到1，验证“这事行不行”。一旦原理可行，剩下的就是企业优化良率、提升稳定性、做质量合规，将1做到100。

    在清华大学，戴小川将教学与人才培养放在首位。他认为高校科研的出发点是探究未知与培养人才，而成果转化则是科研深入发展后的自然产物。他担任和泽科技的首席科学家，正是为了将实验室里验证成熟的源头技术，转化为能够真正救治患者的医疗产品，让科研成果服务临床需求。

    “产品一定是要不断迭代的，而产品的持续创新从哪来？一定是从学术界源源不断地输入。”他说，“如果没有学术界持续的基础研究支撑，产业的后续发展就会缺少源头动力。”

    与此相对应，走出实验室，真正的挑战才刚刚开始。在实验室里，做10个有8个能用也可以，但做产品，做100个得有99个是好的。一开始产品的良率不到50%。“为什么做了100个有几十个不合格？这倒逼自己从头去思考到底是哪里出了问题。”戴小川说。

    电极制备涉及五六十道工序，很多步骤原本是人工操作，戴小川称之为手搓。手搓有方差、有波动，同样一个人做两次，结果可能都不一样。团队不得不一步步推进自动化。没有现成设备，就自己设计制造，逐步提高良率，到出厂的时候可以达到接近100%的良率。

    比良率更难对付的，是那些实验室里根本不会遇到的问题。系统在实验室运转得很好，到了手术室，信号全是噪声。因为患者躺在手术台上，需要心肺功能监护、呼吸机、麻醉机等，这些仪器全都会产生电磁干扰。于是他们只能从头解决信号屏蔽问题。

    难关不止技术，还有人才。“这个领域太新了，做脑机接口的顶尖人才非常少。”面对人才稀缺的挑战，团队选择自主培养和共同攻坚。“比如产线上某些关键环节缺少人手，我们的工程师就自己钻研、自己上手，把流程跑通后再带新人。”

    除此之外，还有产业方面的问题。做科研的过程中他们需要先意识到技术的需求，再找临床医生验证，但技术判断和市场判断不是一回事，领先的技术不代表它就适合转化。“未来到底能不能有潜力去影响一个产业，还需有很好的敏锐性。当然，只有去做，才有机会做成。”

    未来

    培养交叉学科人才是第一要务

    2025年起，和泽科技在国际舞台上集中亮相。8月，研发成果斩获第十一届国际发明展览会金奖。11月，在第77届德国纽伦堡国际发明展上，项目从全球21个国家和地区的540项成果中脱颖而出，夺得金奖和国际发明者协会联合会最佳发明奖。回国后，又在2025全国颠覆性技术创新大赛脑机系统锦标赛上拿下决赛一等奖。今年3月，团队还在第51届日内瓦国际发明展上拿到评审团特别嘉许金奖和金奖各一项。

    如今的和泽科技团队超过60人，成员来自清华大学、北京大学、中国科学院等国内顶尖学府，覆盖20个一级学科。2024年以来，团队连续获评多个奖项，承担了国家级和省部级科研项目，还在国际上夺得了多项大奖。团队实现了从元器件制备到全系统集成100%自主可控，形成了“柔性电极-全自动植入设备-低延迟闭环调控电生理工作站-信号分析软件”全栈式产品布局。

    戴小川也获得了中国发明协会2025年度“发明创业奖项目奖”一等奖。在此之前，他还入选了北京市科技新星、《麻省理工科技评论》中国区“35岁以下科技创新35人”，荣获首届亚太生物医学工程联盟青年学者奖、清华大学教学成果二等奖等。

    谈及未来，戴小川始终认为，培养国家急需的交叉学科人才是他的第一要务。“看到学生从不同专业背景走过来，最终能独立解决这个复杂领域的核心问题，这种成就感比任何奖项都来得实在。”他的目标很务实，第一步先把信号从大脑里读出来、解码、控制外部设备。未来还要把信号输回去，让患者重新控制自己的身体。

    关于临床进度，戴小川保持审慎：“脑机接口的临床验证需要严谨的科学态度，我们现阶段专注于安全性和有效性的系统评估，以扎实的数据推动每一步前行。”商业化是一个长周期过程，需要耐心打磨，“我们对此有清醒的认识。”

    从哈佛实验室里一张比蛛网还细的电极，到清华的课堂、自研的产线、手术室里的临床试验，这条路戴小川走了十六年。

    从一名化学系的本科生，到领衔跨学科团队的清华教师，戴小川在讲台上培养着新一代交叉学科人才，在实验室里不断拓展脑机接口的边界，也在产业界对接着临床的需求。这十六年里，他的角色不断切换，但方向始终没有变过，那就是把电极做得足够小、足够柔，让大脑感觉不到它的存在，然后让意念变成指令。

    戴小川在采访中反复提到的一个观点是，脑机接口行业还处在萌芽期，新技术需要长时间打磨才能变成真正造福患者的产品。他不觉得慢是问题，也不觉得难是问题。“脑机接口的未来，不只关乎技术想象，更关乎责任与边界。”当有一天这项技术真正进入临床，让瘫痪的人重新控制肢体，让失语的人重新“说话”，让癫痫患者不再突然发作，到那个时候，十六年的时间跨度就不再是一个漫长的数字，而是一条必经之路的长度。当然，这条路需要严谨的临床验证和长期的工程迭代。

    “心想”正在“事成”。戴小川和团队做的，是让这条路变短一点，再短一点。

    文/本报记者 温婧