在完播劇《驕陽似我》里,女主聶曦光第一次聽聞男主打算從事研究腦機接口時的一句贊嘆,道出了很多人的心聲。
“腦機接口,聽起來就很厲害。”
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《驕陽似我》截圖
“腦機接口”,聽起來像是科幻,但現(xiàn)實中,它正以驚人的速度,從實驗室走向你我身邊。
就在今年全國兩會上,“腦機接口”被首次寫入了政府工作報告。
腦機接口是什么?它應用到哪些場景?未來發(fā)展方向是什么?
本期邊科君就帶大家認識一下它。
腦機接口,到底是什么?
想象一下,不用動手,也不用說話,單憑一個“念頭”,就能讓電腦光標移動,讓機械手拿起水杯。這就是腦機接口正在實現(xiàn)的事。
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天津大學科研人員測試腦控外肢體(手部)康復機器人。新華社發(fā)
腦機接口,是指通過在人腦神經(jīng)與電子或者機械設(shè)備間建立直接鏈接通路,來實現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)和外部設(shè)備間信息交互與功能整合的技術(shù)。
簡單來說,腦機接口就像是在大腦和外部設(shè)備(比如電腦、假肢、輪椅等)之間搭建的“直接通信橋梁”。
科學家們發(fā)現(xiàn),人類大腦的神經(jīng)元會發(fā)出腦電信號形成某些指令,并依靠全身神經(jīng)傳遞這些指令,從而控制我們身體的肌肉與器官完成各項工作。大家熟知的癲癇等疾病,其實就是大腦異常放電導致的。
當這些腦電信號被“接口”采集,并被“翻譯”成可以識別的數(shù)字信號時,電腦就可以憑借這些數(shù)字信號控制各種外部設(shè)備,從而完成大腦原先想讓肌肉與器官做的事。這就是“腦機接口”的基本原理,也為科學和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了無盡的想象空間。
腦機接口的出現(xiàn),意味著傳統(tǒng)需要動手、動口的中間環(huán)節(jié)被跳過了,實現(xiàn)了“想”即“所得”。
腦機接口,火了
《驕陽似我》女主口中的“聽起來就很厲害的‘腦機接口’”,在現(xiàn)實中的發(fā)展速度,甚至超越了影視作品的想象。
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天津大學腦機接口團隊的實驗現(xiàn)場。新華社發(fā)
2025年被譽為我國的腦機接口元年。在這一年,政策、資本與研究力量開始集中涌入這條新賽道,推動技術(shù)從實驗室走向臨床、走向應用。
政策支持明確:今年全國兩會上,政府工作報告明確提出“培育發(fā)展未來能源、量子科技、生物制造、具身智能、腦機接口、6G等未來產(chǎn)業(yè)”。
臨床應用落地:在廣州,今年廣州醫(yī)科大學附屬番禺中心醫(yī)院腦機接口醫(yī)學中心正式啟用,成為廣州市首個區(qū)屬醫(yī)院層面的腦機接口臨床應用中心,為卒中、脊髓損傷、睡眠障礙等患者提供前沿的精準診療方與康復方案。
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患者通過腦機接口康復機器人開展上肢康復訓練
更令人振奮的是,我們已經(jīng)看到實實在在幫助到人的案例。
28歲的李志,因車禍高位截癱,他于2025年10月底在復旦大學附屬華山醫(yī)院植入腦機接口芯片,成為我國首例全植入、全無線、全功能柔性腦機接口植入的患者。如今,李志能完全通過“意念”刷B站、逛小紅書;用意念操控光標、操控智能家居、操控氣囊手套……
而另一位因頸髓損傷而四肢癱瘓的患者,僅憑“意念”控制,即可坐著電動輪椅在小區(qū)里遛彎,也能指揮機器狗取外賣。
腦機接口,已開始從前沿研究,真正步入臨床,惠及患者。
侵入式 vs. 非侵入式:兩條路并行
目前全球主流的腦機接口可分為侵入式和非侵入式兩大類。
天津大學副校長、腦機交互與人機共融海河實驗室主任明東做了一個生動的比喻:侵入式如同“穿墻而入、兵臨城下”,將傳感器直接植入腦組織,近距離“聽取”神經(jīng)元放電,信號強、精度高;非侵入式則是“隔墻有耳、透墻而視”,需隔著顱骨這堵“墻”,捕捉衰減了上千倍的亞微伏級腦電信號。
侵入式:像Neuralink(馬斯克于2016年創(chuàng)立的腦機接口技術(shù)公司)那樣,需要通過手術(shù)將電極芯片直接植入大腦皮層。
優(yōu)點是信號極其精準強大,能實現(xiàn)復雜操作。缺點是畢竟要開顱,存在手術(shù)風險和長期生物相容性問題,目前主要適用于少數(shù)重癥患者。
非侵入式:更主流和普及的方向。通常是一個頭環(huán)或頭盔,貼在頭皮上采集信號。
優(yōu)點是安全、無創(chuàng)、便宜,戴個設(shè)備就能用。缺點是信號質(zhì)量相對較差,像“隔墻聽音”,比較微弱嘈雜,解碼難度大。
但別小看這“隔墻聽音”,隨著技術(shù)的更新,進步飛快。比如國內(nèi)團隊,已經(jīng)在非侵入式技術(shù)上實現(xiàn)了用“意念”控制上百個指令,精度越來越高。
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控制電腦
更科幻的探索:在芯片上“養(yǎng)”大腦
科學家們的腦洞遠不止于此。在天津大學的一個實驗室里,有一種更“科幻”的玩法——“片上腦機”。
天津大學醫(yī)學院李曉紅教授展示了全球首個片上腦機接口智能交互系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中,“大腦”竟然是人工培養(yǎng)出來的。
片上腦機接口智能交互系統(tǒng)簡稱“片上腦機”。“片上腦機”顧名思義上就是在電極芯片上培養(yǎng)出來的“類腦組織”,是腦機接口領(lǐng)域的一個重要新興分支。
李曉紅教授進一步解釋說:“通常腦機接口用的是人或者是動物真實的大腦,但是片上腦機接口,它用的是體外培養(yǎng)的‘大腦’,就如同我們這個模型里面在細胞培養(yǎng)皿上面培養(yǎng)的這樣一個類器官,是采用生物技術(shù)和干細胞技術(shù)培養(yǎng)的,這就是我們和經(jīng)典的腦機接口不一樣的地方。”
科學家們認為,未來片上腦機接口將對混合智能、類腦計算等前沿科技的發(fā)展起到革命性的推動作用。
未來已來,但路還很長
腦機接口的藍圖很誘人:幫助癱瘓者重新行走,讓失語者“開口”說話,用意念控制智能家居,甚至未來與AI更深度地融合……但眼前,它依然面臨不少挑戰(zhàn)。
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科研人員通過微米級腦機接口混合現(xiàn)實,精準呈現(xiàn)腦機接口與大鼠大腦主要血管和腦組織的空間位置關(guān)系。新華社發(fā)
侵入式的安全性與長期穩(wěn)定性是難題,非侵入式的精度和可靠性需要持續(xù)突破。高昂的成本、復雜的標準、以及大眾的接受度,都是需要跨越的關(guān)口。
不過,趨勢已經(jīng)再明顯不過。隨著技術(shù)迭代、政策鋪路、應用場景打開,這個曾經(jīng)只存在于科幻中的技術(shù),正一步步撬開現(xiàn)實世界的大門。
也許用不了多久,我們就能像切換電視頻道一樣,用“念頭”來便捷地交互。
讀懂大腦,這場雄心勃勃的人機對話,才剛剛開始。
來源:廣州日報、新華社、新華網(wǎng)、央視新聞、科技日報等
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