脑机接口未来发展往哪儿走？2024中关村论坛年会上专家们这样说|神经细胞_新浪财经

四川在线记者宁宁摄影郝飞发自北京

今年1月，美国知名企业家马斯克旗下的脑机接口公司“神经连接”，进行了全球首例脑机接口设备“心灵感应”人体移植，引发全球关注，脑机接口似乎一夜之间走进了大众视野。

何为脑机接口？事实上，这是一种变革性的人机交互技术，工作原理是采集脑部神经信号并分析转换成特定的指令。这种技术能够在人或动物大脑与外部设备之间创建直接的连接，不依赖正常的由外周神经和肌肉组成的输出通路，实现“脑”与“机”之间的直接信息交换。

视线转向国内，我国在脑机接口技术领域发展也很快，专利申请数量呈快速增长趋势。

4月26日，2024中关村论坛年会重要活动——脑机接口创新发展与应用论坛在北京举行。多位院士、专家围绕这一前沿技术，共话未来产业发展趋势。

论坛现场

侵入式可能是脑机接口未来重要发展方向

目前，脑机接口技术按照其是否需要侵入大脑以及侵入的程度分为：非侵入式、侵入式、半侵入式三类。

此前，国外有“神经连接”公司研发的“心灵感应”。在本次论坛年会上，我国科学家自主研发的“北脑二号”也惊艳亮相，填补了国内高性能侵入式脑机接口技术的空白。

“在颅内植入一片牵着柔软细丝的小小薄膜，绑住双手的猴子就能用‘意念’控制机械臂，抓住‘草莓’。”“北脑二号”研发单位北京脑科学与类脑研究所所长罗敏敏说，简言之，就是捕捉大脑电信号的微妙变化，解码大脑意图，实现“意念”控制“动作”，不动手也能隔空操控机器。

值得注意的是，“心灵感应”和“北脑二号”都是侵入式脑机接口产品。“侵入式是未来脑机智能技术发展的重要方向。”论坛上，多位与会者达成共识：侵入式将带来更高的信息传输率，因为能更好地接收脑电信号，甚至能记录到很多单个神经元神经细胞信号变化。

但一直以来，人们对侵入式的安全性和稳定性有着担忧。一般常识认为，由于大脑随着人的身体而动，放在大脑里的电极，会随着呼吸和心跳，在大脑里“乱跑”。

“关键就是要解决长期植入式尺度的安全性问题。”与会者说。

据介绍，目前我国科学家正在开发柔性植入式电极阵列，它的材质很轻薄，电极丝直径只有头发丝的十分之一到百分之一，能极大降低对脑组织的损害；同时还能随着大脑动而动，允许长期稳定地记录神经细胞的电活动。

“在目前已有的应用里，已经记录到超过一年的稳定的单个神经细胞电活动。”罗敏敏说。

首都医科大学宣武医院院长赵国光提出了片上脑机接口，譬如研发个性化类器官药物筛选芯片、可拔插的类器官电子接口等，从而增强植入材料的生物相容性与系统稳定性。“我们已经与企业展开合作，将形成整体的脑机接口治疗方案。”

浙江大学教授、脑机智能全国重点实验室主任潘纲坦言，侵入式脑机接口在治疗神经疾病方面有着优势，但也面临着不小的挑战，“最直接的问题就是志愿者难找。”

论坛现场

无创式脑机接口难度更大

非侵入式，也就是无创脑机接口的发展潜力如何？论坛上也进行了探讨。

在天津大学副校长明东看来，脑机接口犹如过河，侵入式与无创式好比一个在海底挖隧道，另一个在表面架桥，“二者都很有用，但底层逻辑完全不同。”

不同之处在于，侵入式主要瞄准功能替代，无创式则利用了人体的可塑性，譬如在运动康复领域，对肢体功能进行重塑。“无创式的硬件包括传感、芯片、系统，相较侵入式，难度更高。”明东解释，这是因为无创式获得的信号质量更低，信号更加弱隐，从而较难形成更自然的交互。

为增强信号传输的质量和强度，明东所在的团队采用纳米酶神经电极作为传感，提升了相容性和灵敏度，开发了国际首款脑机专用计算芯片“脑语者”系列，同时采用微型脑机接口系统，更小的体积带来更轻负载，改善了现有脑电采集装置体积大、便携性差的情况。

“当前，在线系统实现了最高每分钟420.2比特的信息传输速率，实现了脑机接口信息传输率的重要突破，交互自然性也得到极大提升。”明东说，未来面向特定人群，应采取不同的方式，侵入式与无创式将呈现融合发展的趋势，“终极目标是要让侵入式减小创伤，无创式提高信息分辨率，实现全覆盖、深解码。”

在应用方面，无创式脑机接口也新产品频出。

华南理工大学教授李远清团队刚刚推出了一款防晕车脑机接口产品。“我们对130多名平时爱晕车的人进行监测，发现短途旅行中，产品能对85%以上人产生效果，长途旅行对89%的人有效。”李远清说，无创式产品凭借高效、无副作用、轻便等特点，正在受到市场的青睐。

过去五六年里，中国科学院自动化研究所研究员左年明一直在研究可穿戴设备，通过监测、识别脑电波的形状，再去做调控。“我们发现设备的识别精度很高，能识别出90%以上的抑郁症。”左年明说，当前正在研发体积更小、计算能力更强的可穿戴式设备，未来就像一个小电脑一样，配备新的传感方式和算法，进一步提升信息传输速率与可靠性。

今年是脑电图发明和阿尔法波发现100周年。与会者认为，能在这个时间讨论脑机接口的未来发展意义重大。但专家们同时提醒，不管未来走向哪里，千万要防止发展泡沫化、概念化。