如果在當(dāng)前科研項(xiàng)目中評選“最科幻技術(shù)”，腦機(jī)接口必然榜上有名。許多人對它的理解，還是從科幻電影里開始的。一根數(shù)據(jù)線將我們的大腦與網(wǎng)絡(luò)相連，“意識”就可以操控外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)“所想即所動(dòng)”。不久前，這科幻的一幕真的成為現(xiàn)實(shí)。

上海華山醫(yī)院，一位因車禍導(dǎo)致癱瘓的患者，通過意念控制氣囊手套拿起杯子喝水?？此坪唵蔚膭?dòng)作，背后是怎樣的突破？除了造福病患，腦機(jī)接口還將連向哪些未知空間？

腦機(jī)接口可以幫助哪些患者

上個(gè)月，上海首例腦機(jī)接口產(chǎn)品臨床試驗(yàn)植入手術(shù)在華山醫(yī)院順利完成。此例手術(shù)患者年齡38歲，因車禍造成頸椎脊髓損傷，手部無法抓握，無法站立，4年康復(fù)無改善。通過神經(jīng)外科手術(shù)，一個(gè)硬幣大小的腦機(jī)接口體內(nèi)機(jī)被嵌入顱外骨，成功采集到了患者大腦中感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)域的神經(jīng)信號。

根據(jù)華山醫(yī)院應(yīng)用神經(jīng)技術(shù)前沿實(shí)驗(yàn)室主管吳澤翰的介紹，最近患者進(jìn)行了術(shù)后體檢，各項(xiàng)指標(biāo)完全正常，患者的傷口和康復(fù)效果良好。接下來會(huì)通過一些對指訓(xùn)練，來嘗試拿取一些更小的物品，未來也會(huì)讓患者去做一些控制電腦鼠標(biāo)、控制輪椅等方面的訓(xùn)練。

這款讓癱瘓病人重獲新生的腦機(jī)接口產(chǎn)品由博?？滇t(yī)療科技（上海）有限公司與清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院洪波教授團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)。與埃隆·馬斯克旗下Neuralink公司的腦機(jī)接口產(chǎn)品不同，這款腦機(jī)接口產(chǎn)品采用半侵入式設(shè)計(jì)，植入位置就在顱骨上方、頭皮下方。硬腦膜位于顱骨下方，相當(dāng)于雞蛋包裹蛋清的那層膜。由于不打開硬腦膜，如何精準(zhǔn)捕捉腦電信號成了這款產(chǎn)品的難點(diǎn)。

腦機(jī)接口是當(dāng)前全球科技領(lǐng)域的熱門賽道之一，按植入條件可分為非侵入式、半侵入式和侵入式。如何更好理解腦機(jī)接口不同技術(shù)路線之間的區(qū)別？上海市未來產(chǎn)業(yè)腦機(jī)接口專委會(huì)主任委員、腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家陶虎教授解釋稱，腦機(jī)接口作為未來產(chǎn)業(yè)和前沿技術(shù)，大家關(guān)注的技術(shù)方向區(qū)別很大?！安贿^這些技術(shù)方向并沒有優(yōu)劣之分。技術(shù)最終落地，取決于不同應(yīng)用場景下的穩(wěn)妥選擇。”

“侵入式腦機(jī)接口，其優(yōu)勢是電極與大腦的神經(jīng)元近距離接觸，能進(jìn)行高通量、高質(zhì)量的神經(jīng)信號采集，但組織損傷、炎癥反應(yīng)等風(fēng)險(xiǎn)比另兩種技術(shù)路線高；非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)很低，但能夠提取的大腦信號精度較低，能完成的功能受限。在腦機(jī)接口信號性能和病患創(chuàng)傷之間取得平衡，讓患者最大限度受益，可以說是這個(gè)行業(yè)的‘第一倫理’”，陶虎說。

腦機(jī)接口還能做些什么

近年來，得益于材料技術(shù)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展，腦機(jī)接口的研究和產(chǎn)業(yè)落地，駛?cè)?span style="">“快車道”。根據(jù)中國信息通信研究院提供的數(shù)據(jù)，國內(nèi)腦機(jī)接口相關(guān)企業(yè)中，超半數(shù)都聚焦在醫(yī)療領(lǐng)域。據(jù)預(yù)測，這一市場在2030到2040年間將膨脹至千億美元。

在陶虎看來，腦機(jī)接口覆蓋的產(chǎn)業(yè)面非常廣泛，僅在醫(yī)療行業(yè)，比如青少年的自閉、中青年的抑郁、中老年的癡呆、全年齡段的漸凍癥，因腦疾病引起的失明、失語等，這些患者未來都可以受益于腦機(jī)接口這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。

中國腦損傷發(fā)病率為每10萬人12.99例，中重度致殘率為10%。抑郁癥和焦慮癥的發(fā)病率接近7%，阿爾茨海默病的發(fā)病率為6%。腦機(jī)接口可以在改善這類神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者的生活質(zhì)量方面發(fā)揮重要作用。

在教育領(lǐng)域，腦機(jī)接口技術(shù)可為每個(gè)學(xué)生提供高度定制化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，準(zhǔn)確記錄他們的腦電波模式，深入分析認(rèn)知功能和情緒反應(yīng)。該技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)狀態(tài)，使教師能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)速度和理解能力調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。腦機(jī)接口還能監(jiān)測記憶鞏固過程中的腦電波活動(dòng)，幫助教師優(yōu)化學(xué)習(xí)任務(wù)的安排，促進(jìn)長期記憶的形成。

此外，從全球各腦機(jī)項(xiàng)目所描繪的藍(lán)圖來看，未來在游戲娛樂等領(lǐng)域也存在廣泛的應(yīng)用場景。為此，今年工信部、教育部、科技部等七部門還發(fā)布了《關(guān)于推動(dòng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》，其中將腦機(jī)接口與6G、量子計(jì)算機(jī)等一同列入十大標(biāo)志性產(chǎn)品。陶虎指出除了醫(yī)療產(chǎn)業(yè)以外，消費(fèi)、娛樂、教育等等領(lǐng)域的應(yīng)用一般采用非侵入式腦機(jī)。

隨著相關(guān)研究的逐漸增多和產(chǎn)品的日趨成熟，腦機(jī)接口研究的倫理問題開始受到關(guān)注。2024年2月2日，中國科學(xué)技術(shù)部在其官方網(wǎng)站發(fā)布《腦機(jī)接口研究倫理指引》，以供相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和人員參考。這是中國首次專門編制關(guān)于腦機(jī)接口研究的倫理指引文件。

上海能“領(lǐng)跑”腦機(jī)接口嗎

在科學(xué)家們眼里，人類可以通過腦機(jī)接口技術(shù)攀登四層“金字塔”，逐級“改造”人類，實(shí)現(xiàn)“進(jìn)化”。第一層既修復(fù)，既通過心念操縱機(jī)器，讓機(jī)器替代人類身體的一些機(jī)能，修復(fù)殘障人士的生理缺陷；第二層是改善，通過腦機(jī)接口，改善大腦運(yùn)行，讓我們時(shí)刻精神抖擻、注意力集中、思維敏捷，清醒高效地去做一件事。

經(jīng)過這兩層，后面的事，就越來越科幻了。比如第三層溝通，有了腦機(jī)接口，人類不用語言，僅靠大腦中的腦電信號就可以彼此溝通，實(shí)現(xiàn)“無損”交互。到了第四層永生，將會(huì)是人類記憶和意識的移植，最終實(shí)現(xiàn)人類意識和記憶在數(shù)字世界的永生，像電影《流浪地球II》里圖恒宇的女兒一樣。

2024年8月6日，馬斯克的Neuralink成功為第2位受試者植入腦機(jī)接口裝置，預(yù)計(jì)年內(nèi)將執(zhí)行更多人體植入手術(shù)，向商業(yè)化靠近。9月，馬斯克的腦機(jī)接口公司已獲得FDA對“盲視”項(xiàng)目的突破性醫(yī)療器械認(rèn)證；該項(xiàng)目用于幫助盲人恢復(fù)視覺重見光明。

陶虎認(rèn)為，就目前看到的國內(nèi)和歐美科技強(qiáng)國在腦機(jī)接口這個(gè)領(lǐng)域，根本技術(shù)上沒有代差。甚至在單點(diǎn)技術(shù)上，國內(nèi)某些團(tuán)隊(duì)可能還有一些優(yōu)勢。怎么能夠把這些點(diǎn)結(jié)合在一起可能是更需要關(guān)注的方向。

上海有三大戰(zhàn)略先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，人工智能、集成電路、生物醫(yī)藥。腦機(jī)接口正好是在三大戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的一個(gè)交叉點(diǎn)。陶虎說上海，包括長三角有著嚴(yán)謹(jǐn)活潑的氛圍，政府很早就鼓勵(lì)科研方，包括公司企業(yè)，跟檢驗(yàn)所、藥監(jiān)局、醫(yī)院坐在一起來探討新技術(shù)，如何去檢測、怎么去注冊、怎么去做臨床。這樣可以更好地安全有效地快速推動(dòng)它。長三角，特別是上海對待新興技術(shù)獨(dú)特的開放包容，也是足夠自信的一個(gè)表現(xiàn)。

目前全球還沒有哪個(gè)國家對腦機(jī)接口的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn)給出明確、系統(tǒng)的政策法規(guī)，這對中國來說既是一次制定全球標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)遇，也面臨著技術(shù)、倫理等方面的難題。我們也期待各方群策群力，讓腦機(jī)接口的發(fā)展給日常生活帶來更多可能。