如果在当前科研项目中评选“最科幻技术”，脑机接口必然榜上有名。许多人对它的理解，还是从科幻电影里开始的。一根数据线将我们的大脑与网络相连，“意识”就可以操控外部设备实现“所想即所动”。不久前，这科幻的一幕真的成为现实。
上海华山医院，一位因车祸导致瘫痪的患者，通过意念控制气囊手套拿起杯子喝水。看似简单的动作，背后是怎样的突破？除了造福病患，脑机接口还将连向哪些未知空间？
脑机接口可以帮助哪些患者
上个月，上海首例脑机接口产品临床试验植入手术在华山医院顺利完成。此例手术患者年龄38岁，因车祸造成颈椎脊髓损伤，手部无法抓握，无法站立，4年康复无改善。通过神经外科手术，一个硬币大小的脑机接口体内机被嵌入颅外骨，成功采集到了患者大脑中感觉运动区域的神经信号。
根据华山医院应用神经技术前沿实验室主管吴泽翰的介绍，最近患者进行了术后体检，各项指标完全正常，患者的伤口和康复效果良好。接下来会通过一些对指训练，来尝试拿取一些更小的物品，未来也会让患者去做一些控制电脑鼠标、控制轮椅等方面的训练。
这款让瘫痪病人重获新生的脑机接口产品由博睿康医疗科技（上海）有限公司与清华大学生物医学工程学院洪波教授团队合作开发。与埃隆·马斯克旗下Neuralink公司的脑机接口产品不同，这款脑机接口产品采用半侵入式设计，植入位置就在颅骨上方、头皮下方。硬脑膜位于颅骨下方，相当于鸡蛋包裹蛋清的那层膜。由于不打开硬脑膜，如何精准捕捉脑电信号成了这款产品的难点。
脑机接口是当前全球科技领域的热门赛道之一，按植入条件可分为非侵入式、半侵入式和侵入式。如何更好理解脑机接口不同技术路线之间的区别？上海市未来产业脑机接口专委会主任委员、脑虎科技创始人兼首席科学家陶虎教授解释称，脑机接口作为未来产业和前沿技术，大家关注的技术方向区别很大。“不过这些技术方向并没有优劣之分。技术最终落地，取决于不同应用场景下的稳妥选择。”
“侵入式脑机接口，其优势是电极与大脑的神经元近距离接触，能进行高通量、高质量的神经信号采集，但组织损伤、炎症反应等风险比另两种技术路线高；非侵入式脑机接口技术风险很低，但能够提取的大脑信号精度较低，能完成的功能受限。在脑机接口信号性能和病患创伤之间取得平衡，让患者最大限度受益，可以说是这个行业的‘第一伦理’”，陶虎说。
脑机接口还能做些什么
近年来，得益于材料技术、人工智能等技术的快速发展，脑机接口的研究和产业落地，驶入“快车道”。根据中国信息通信研究院提供的数据，国内脑机接口相关企业中，超半数都聚焦在医疗领域。据预测，这一市场在2030到2040年间将膨胀至千亿美元。
在陶虎看来，脑机接口覆盖的产业面非常广泛，仅在医疗行业，比如青少年的自闭、中青年的抑郁、中老年的痴呆、全年龄段的渐冻症，因脑疾病引起的失明、失语等，这些患者未来都可以受益于脑机接口这项技术的应用。
中国脑损伤发病率为每10万人12.99例，中重度致残率为10%。抑郁症和焦虑症的发病率接近7%，阿尔茨海默病的发病率为6%。脑机接口可以在改善这类神经系统疾病患者的生活质量方面发挥重要作用。
在教育领域，脑机接口技术可为每个学生提供高度定制化的学习体验，准确记录他们的脑电波模式，深入分析认知功能和情绪反应。该技术可实时监测学生的注意力和学习状态，使教师能够根据学生的学习速度和理解能力调整教学内容和教学方法。脑机接口还能监测记忆巩固过程中的脑电波活动，帮助教师优化学习任务的安排，促进长期记忆的形成。
此外，从全球各脑机项目所描绘的蓝图来看，未来在游戏娱乐等领域也存在广泛的应用场景。为此，今年工信部、教育部、科技部等七部门还发布了《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，其中将脑机接口与6G、量子计算机等一同列入十大标志性产品。陶虎指出除了医疗产业以外，消费、娱乐、教育等等领域的应用一般采用非侵入式脑机。
随着相关研究的逐渐增多和产品的日趋成熟，脑机接口研究的伦理问题开始受到关注。2024年2月2日，中国科学技术部在其官方网站发布《脑机接口研究伦理指引》，以供相关科研机构和人员参考。这是中国首次专门编制关于脑机接口研究的伦理指引文件。
上海能“领跑”脑机接口吗
在科学家们眼里，人类可以通过脑机接口技术攀登四层“金字塔”，逐级“改造”人类，实现“进化”。第一层既修复，既通过心念操纵机器，让机器替代人类身体的一些机能，修复残障人士的生理缺陷；第二层是改善，通过脑机接口，改善大脑运行，让我们时刻精神抖擞、注意力集中、思维敏捷，清醒高效地去做一件事。
经过这两层，后面的事，就越来越科幻了。比如第三层沟通，有了脑机接口，人类不用语言，仅靠大脑中的脑电信号就可以彼此沟通，实现“无损”交互。到了第四层永生，将会是人类记忆和意识的移植，最终实现人类意识和记忆在数字世界的永生，像电影《流浪地球II》里图恒宇的女儿一样。
2024年8月6日，马斯克的Neuralink成功为第2位受试者植入脑机接口装置，预计年内将执行更多人体植入手术，向商业化靠近。9月，马斯克的脑机接口公司已获得FDA对“盲视”项目的突破性医疗器械认证；该项目用于帮助盲人恢复视觉重见光明。
陶虎认为，就目前看到的国内和欧美科技强国在脑机接口这个领域，根本技术上没有代差。甚至在单点技术上，国内某些团队可能还有一些优势。怎么能够把这些点结合在一起可能是更需要关注的方向。
上海有三大战略先导产业，人工智能、集成电路、生物医药。脑机接口正好是在三大战略产业的一个交叉点。陶虎说上海，包括长三角有着严谨活泼的氛围，政府很早就鼓励科研方，包括公司企业，跟检验所、药监局、医院坐在一起来探讨新技术，如何去检测、怎么去注册、怎么去做临床。这样可以更好地安全有效地快速推动它。长三角，特别是上海对待新兴技术独特的开放包容，也是足够自信的一个表现。
目前全球还没有哪个国家对脑机接口的技术标准和安全标准给出明确、系统的政策法规，这对中国来说既是一次制定全球标准的机遇，也面临着技术、伦理等方面的难题。我们也期待各方群策群力，让脑机接口的发展给日常生活带来更多可能。
看看新闻记者: 陈怡
编辑: 陈怡
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