商業(yè)
電影預(yù)告 ：蜜 雪 防 御 戰(zhàn)
挑戰(zhàn)依然存在：在技術(shù)方面，
楊亮
4小時前
PCB【高景氣傳】：導(dǎo)至上游35%材料
2025-07-28 23:27:11
63251
癱瘓的人只需“動動念頭”，機器手臂就能遞來一杯水；失去雙手的人靠“意念”操控游戲角色沖鋒陷陣；醫(yī)生在開顱手術(shù)中實時“讀懂”患者大腦的語言指令……這些科幻電影中的場景，如今正在中國的實驗室和醫(yī)院里變成現(xiàn)實。
這些場景背后的核心技術(shù)，正是腦機接口（Brain-ComputerInterface,BCI）。它像一座橋梁，把人類大腦的電信號“翻譯”成機器能理解的指令。
過去十年，全球腦機接口競賽如火如荼。近日，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心聯(lián)合其他團隊，悄然完成了一項關(guān)鍵的突破：成功開展了侵入式腦機接口的前瞻性臨床試驗，使我國成為全球第二個實現(xiàn)侵入式腦機接口人體臨床試驗的國家。更令人振奮的是，中國團隊正以獨特的“小而柔”“快而穩(wěn)”技術(shù)路線，為這項未來科技打上鮮明的“中國印記”。
臨床試驗：硬幣大小的“腦內(nèi)翻譯官”
2025年3月，上海華山醫(yī)院的手術(shù)室里，一項改寫歷史的實驗正在發(fā)生：
一位因高壓電事故失去四肢的男性患者，大腦中被植入一枚硬幣大小的微型設(shè)備（直徑26mm、厚度不到6mm）。這個由中國科學(xué)院腦智卓越中心研究團隊研發(fā)的裝置，裝載著全球最纖細(xì)的柔性電極——僅約頭發(fā)絲的1/100，卻能精準(zhǔn)捕捉單個神經(jīng)元的“私語”。
全球最小尺寸的腦控植入體
（圖片來源：中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心）
超柔性電極尺寸極小，僅約頭發(fā)絲的1/100
（圖片來源：中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心）
植入后僅兩周，患者已能用“意念”下象棋、玩賽車游戲。更神奇的是，他操控電腦光標(biāo)的靈活度接近普通人觸摸板水平。
在此前的動物實驗中，植入到獼猴體內(nèi)的侵入式腦機接口系統(tǒng)也被驗證表現(xiàn)良好。植入后，獼猴僅憑神經(jīng)活動就能控制計算機光標(biāo)運動，還能完成目標(biāo)引導(dǎo)下的腦控打字。植入體在腦中穩(wěn)定工作數(shù)月后，還能通過微創(chuàng)手術(shù)安全升級換代。
實際上，這并非我國腦機接口植入成功的孤例。2025年2月，在北京大學(xué)第一醫(yī)院，30歲的截癱患者小銳通過“北腦一號”半植入設(shè)備，實現(xiàn)了人生第一次自主飲水——當(dāng)他“想”要端起水杯時，機械臂平穩(wěn)地將水杯遞到他嘴邊。這一案例屬于腦機接口半侵入式技術(shù)的早期應(yīng)用。
中國技術(shù)的“獨門絕技”
研究團隊此次的臨床試驗使我國在腦機接口領(lǐng)域走在世界前列。那么，為何我國在這一領(lǐng)域能夠快速躋身全球前列？三大創(chuàng)新是關(guān)鍵：
超柔性電極：讓大腦感知不到“異物”
傳統(tǒng)腦電極像硬質(zhì)電線，容易損傷嬌嫩的腦組織。此次腦智卓越中心研究團隊研制的電極是目前全球最小尺寸、柔性最強的神經(jīng)電極，截面積僅為國外同類產(chǎn)品的1/5到1/7，柔軟程度超過百倍，彎折它用的力相當(dāng)于一只蝴蝶拍打翅膀的力的幾十分之一。此外，近期在深圳市第二人民醫(yī)院也開展了基于全自主研發(fā)的植入式腦機接口技術(shù)的臨床研究，其應(yīng)用的薄膜電極像一片隱形眼鏡，術(shù)中覆蓋大腦皮層時，患者甚至感覺不到它的存在。
毫秒級“讀心術(shù)”
實時在線解碼是腦機接口技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。系統(tǒng)需在十幾毫秒窗口期內(nèi)，完成神經(jīng)信號的特征提取、運動意圖解析及控制指令生成全流程。研究團隊通過自主研發(fā)的在線學(xué)習(xí)框架，創(chuàng)造性實現(xiàn)了神經(jīng)解碼器的動態(tài)優(yōu)化，讓系統(tǒng)像“學(xué)習(xí)型翻譯官”般適應(yīng)大腦信號變化，實現(xiàn)了低延遲、穩(wěn)健性、跨天穩(wěn)定的實時在線運動解碼。
無線自由：甩掉“金屬辮子”
傳統(tǒng)腦機接口需要導(dǎo)線連接外部設(shè)備，患者頭部如同掛著“數(shù)據(jù)辮子”。腦智卓越中心研究團隊成功開展臨床試驗的侵入式腦機接口設(shè)備系統(tǒng)具有無線信號傳輸、無線充電(通過定制的帽子)特點，實現(xiàn)對患者友好的人性化設(shè)計。此前，北大醫(yī)院的“北腦一號”同樣也實現(xiàn)了全無線植入——電極信號通過硬幣大小的顱骨內(nèi)置裝置傳輸。
未來生活圖景：從治病到智聯(lián)萬物
中國腦機接口有著廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)技術(shù)不斷破壁，生活場景正被重新定義：
醫(yī)療革命：未來醫(yī)療領(lǐng)域?qū)⒂瓉砀锩宰兏?。脊髓損傷患者用“意念”控制輪椅出行；癲癇患者手術(shù)中，醫(yī)生通過實時腦信號避開語言功能區(qū)；對于漸凍癥等嚴(yán)重運動障礙患者，新一代腦機交互系統(tǒng)將打破身體禁錮，重建其與外界的溝通橋梁。
通過腦機接口控制文字輸出
（圖片來源：參考文獻(xiàn)[1]）
智能生活：隨著技術(shù)的持續(xù)突破，腦機接口將逐步實現(xiàn)從醫(yī)療康復(fù)到日常生活的廣泛應(yīng)用。這項技術(shù)不僅有望幫助運動功能障礙患者重獲自主生活能力，還能為其提供和健康人群一樣的娛樂方式，如玩電子游戲、瀏覽社交媒體等。
人機共生：當(dāng)前，腦機接口技術(shù)已實現(xiàn)意念控制智能家居，標(biāo)志著人機交互進入新維度。未來，這項技術(shù)或可直連機器狗、具身機器人等設(shè)備，擴展人類行動邊界，重新定義人與機器的協(xié)作方式，推動社會向更智能、更融合的方向發(fā)展。
“中國腦機方案”：希望與挑戰(zhàn)并存
目前，中國在腦機接口領(lǐng)域已展現(xiàn)出多重獨特優(yōu)勢。例如，產(chǎn)學(xué)研醫(yī)閉環(huán)，如深圳“微靈醫(yī)療+醫(yī)院”模式、北京“北腦所+三甲醫(yī)院”組合，讓技術(shù)從實驗室到病床的路徑縮短；其次，基礎(chǔ)研究獲得突破。浙江大學(xué)揭示“大腦書寫密碼”，為精細(xì)控制奠定理論根基；此外，柔性技術(shù)領(lǐng)先。超薄電極、無線傳輸?shù)葎?chuàng)新，避開他國“硬科技”路徑依賴。
盡管前景光明，挑戰(zhàn)依然存在：在技術(shù)方面，設(shè)備長期穩(wěn)定性、信號精度仍需提升；在倫理安全方面，隱私保護、意識干預(yù)等議題亟待規(guī)范；在成本控制方面，當(dāng)前植入費用高昂，普及還需產(chǎn)業(yè)鏈支持。
回望五年前，中國腦機接口還鮮有人知；如今，我們擁有了諸多突破以及成果。這些突破背后，是科學(xué)家們對“重建人類功能尊嚴(yán)”的執(zhí)著。當(dāng)截癱患者小銳哽咽著喝下第一口自己“操控”的水時，當(dāng)電子游戲中的角色在腦電波指揮下騰挪閃避時，我們看到的不僅是技術(shù)勝利，更是科技對生命最溫暖的致意。
盡管當(dāng)前受益者僅是少數(shù)先行者，但技術(shù)背后是數(shù)百萬人的期盼——據(jù)《中國脊髓損傷者生活質(zhì)量及疾病負(fù)擔(dān)調(diào)研報告2023版》及中國殘疾人聯(lián)合會等數(shù)據(jù)，中國超500萬脊髓損傷、漸凍癥及截肢患者群體，正在等待腦機接口從“臨床試驗”走向“普惠醫(yī)療”的那一天。未來，隨著“中國腦機方案”惠及，這條賽道將證明：最偉大的創(chuàng)新，永遠(yuǎn)始于用技術(shù)造福人類的初心。
參考文獻(xiàn)：
[1]QiY,ZhuX,XiongX,etal.Humanmotorcortexencodescomplexhandwritingthroughasequenceofstableneuralstates[J].NatureHumanBehaviour,2025:1-12.
出品：科普中國
作者：鄭勝杰（計算與神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)博士生）
監(jiān)制：中國科普博覽
免責(zé)聲明：本文內(nèi)容由開放的智能模型自動生成，僅供參考。
網(wǎng)站信息
