圖①：科研東說(shuō)念主員測(cè)試腦控外肢體（手部）康復(fù)機(jī)器東說(shuō)念主。
圖②：科研東說(shuō)念主員測(cè)試腦機(jī)接口神經(jīng)肌肉電刺激下肢外骨骼康復(fù)西賓機(jī)器東說(shuō)念主。
腦機(jī)接口團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。
以上圖片均為天津大學(xué)提供
《黑客帝國(guó)》中，主東說(shuō)念主公通過(guò)腦機(jī)接口與矩陣系統(tǒng)連氣兒，穿梭于推行與編造世界；《攻殼活潑隊(duì)》中，腦機(jī)接口成為東說(shuō)念主與機(jī)器進(jìn)攻的連氣兒橋梁……這些科幻場(chǎng)景都觸及一項(xiàng)前沿技巧——腦機(jī)接口。
腦機(jī)接口早已不單是是科學(xué)幻想。東說(shuō)念主工智能以及柔性材料、生物傳感器等技巧的發(fā)展，推動(dòng)腦機(jī)接口技巧走向?qū)嵱没?/p>
在英國(guó)《當(dāng)然》雜志網(wǎng)站列舉的2025年值得柔柔的科學(xué)事件中，腦機(jī)接口位列其中。2025年新年濫觴，在上海復(fù)旦大學(xué)從屬華山病院，別稱女患者腦中想著“新年空閑”，意念被電腦成效解碼并發(fā)出輔導(dǎo)，左右機(jī)械手作念出比心的動(dòng)作。
本期“瞰前沿”走近腦機(jī)接口最新發(fā)達(dá)，了解其科學(xué)旨趣及罷了旅途，計(jì)議它將何如影響東說(shuō)念主類的當(dāng)今與異日。
——編 者
腦機(jī)接口被稱為東說(shuō)念主腦與外界同樣交流的“信息高速公路”，是新一代東說(shuō)念主機(jī)交互和東說(shuō)念主機(jī)攙和智能的前沿技巧，有望成為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、改善民生健康的異日產(chǎn)業(yè)。
意念打字、意念言語(yǔ)，腦機(jī)接口從科幻中走來(lái)
腦機(jī)接口是在東說(shuō)念主與外部征戰(zhàn)間創(chuàng)建的信息連氣兒通路，收陣勢(shì)謂的“意念”適度。具體來(lái)看，大腦在想維舉止時(shí)，神經(jīng)元會(huì)放電造成腦電波，腦機(jī)接口則通過(guò)識(shí)別腦電波特征平直讀取大腦意圖，罷了東說(shuō)念主與機(jī)器或外部環(huán)境之間的交互。
連年來(lái)，跟著生物醫(yī)學(xué)工程、神經(jīng)工程與康復(fù)工程、領(lǐng)路神經(jīng)科學(xué)與豪情科學(xué)、東說(shuō)念主工智能等范疇的發(fā)展，腦機(jī)接口工程化進(jìn)程加速，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展赫然提速。在2014年巴西世界杯揭幕戰(zhàn)上，截癱后生朱利亞諾·平托就在腦機(jī)接口技巧的扶持下為足球比賽開球；2016年，在神舟十一號(hào)載東說(shuō)念主飛船翱游經(jīng)過(guò)中，我國(guó)航天員完成了初度天外腦機(jī)交互實(shí)驗(yàn)；海外上多個(gè)團(tuán)隊(duì)通過(guò)腦機(jī)接口技巧，匡助患者罷了了“意念打字”“意念言語(yǔ)”等功能……
腦機(jī)接口的技巧發(fā)展并非是爆發(fā)式的，而是成年累月、按序漸進(jìn)的。20世紀(jì)60年代，科學(xué)家運(yùn)轉(zhuǎn)扣問(wèn)腦電波與狡計(jì)機(jī)的連氣兒，通過(guò)記載腦電圖、對(duì)腦電波信號(hào)進(jìn)行淺顯分析，嘗試淺顯地解讀腦電波，并罷了其與外部征戰(zhàn)的互動(dòng)。這一時(shí)代，腦機(jī)接口技巧尚不訓(xùn)練。1973年，狡計(jì)機(jī)科學(xué)教會(huì)雅克·維達(dá)爾初度在學(xué)術(shù)期刊上建議“腦機(jī)接口”的術(shù)語(yǔ)。20世紀(jì)90年代，跟著狡計(jì)機(jī)技巧和神經(jīng)科學(xué)的高出，扣問(wèn)者罷了了通過(guò)大腦適度外部征戰(zhàn)的初步實(shí)驗(yàn)。1998年，科研東說(shuō)念主員成效罷了了讓山公通過(guò)腦電波適度機(jī)械臂的透露。這一階段征戰(zhàn)和接口仍較為貧窶，信號(hào)解碼精度有限，但為后期檢閱提供了貴重教養(yǎng)。2000年，公認(rèn)的腦機(jī)接口主見被肅穆建議。如今，腦機(jī)接口已成為腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等范疇最受詳確的扣問(wèn)標(biāo)的之一。
多旅途王人頭并進(jìn)，計(jì)議技巧罷了多元場(chǎng)景運(yùn)用
腦機(jī)接口的技巧旅途主要包括侵入式和非侵入式。
侵入式腦機(jī)接口需通過(guò)手術(shù)等形狀平直將電極植入到大腦皮層獲取神經(jīng)信號(hào)。此類腦機(jī)接口所獲取的信號(hào)空間永別率好、信噪比高，但需通過(guò)外科手術(shù)植入體內(nèi)，安全性低、本錢高，容易激勉免疫響應(yīng)和愈合響應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致所采信號(hào)闌珊以至滅亡。好意思國(guó)“神經(jīng)連氣兒”公司的腦機(jī)接口技巧便是典型的侵入式。2024年頭，該公司創(chuàng)立者馬斯克布告“神經(jīng)連氣兒”植入的首個(gè)大腦芯片東說(shuō)念主類患者仍是豪闊康復(fù)。
國(guó)內(nèi)的侵入式腦機(jī)接口技巧正在多個(gè)場(chǎng)景得到運(yùn)用。在外部征戰(zhàn)適度方面，浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)罷了了侵入式腦機(jī)接口適度機(jī)械臂書寫漢字。在醫(yī)療康復(fù)方面，清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了可揚(yáng)棄在大腦嗅覺透露皮層上的無(wú)線、小侵入性腦機(jī)接口系統(tǒng)，匡助脊髓毀傷的癱瘓患者收復(fù)手部透露，罷了適度光標(biāo)、操控輪椅、自主喝水等透露。在語(yǔ)言解碼方面，華山病院過(guò)甚相助團(tuán)隊(duì)先后開展高精度及時(shí)透露解碼和語(yǔ)言解碼臨床考試，罷了了“腦控”智能征戰(zhàn)和“意念對(duì)話”。由此可見，侵入式腦機(jī)接口有望在醫(yī)療、科研等范疇?zhēng)?lái)更多龍?zhí)住?/p>
非侵入式腦機(jī)接口通過(guò)平直貼附在頭皮上的電極集中神經(jīng)信號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)是不錯(cuò)在頭皮上平直監(jiān)測(cè)到群體神經(jīng)元的放電舉止，操作淺顯、本錢低、無(wú)須毀傷機(jī)體，也不會(huì)引起免疫響應(yīng)。但由于顱骨對(duì)信號(hào)的衰減作用和對(duì)神經(jīng)元電磁波的踱步和暗昧作用，非侵入式腦機(jī)接口記載到的信號(hào)空間永別率低、幅值幽微且信噪比擬低，對(duì)后續(xù)信號(hào)處理算法的性能條件較高。
連年來(lái)，我國(guó)無(wú)創(chuàng)腦機(jī)接口取得了權(quán)貴高出，達(dá)到世界先進(jìn)水平。在基礎(chǔ)元器件范疇，天津大學(xué)與中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)旗下中電云腦薈萃研發(fā)了具有豪闊自主常識(shí)產(chǎn)權(quán)的人人首款腦機(jī)接口編解碼專用芯片“腦語(yǔ)者”。在神經(jīng)康復(fù)方面，“神工”腦機(jī)交互翻新醫(yī)療器械全譜系產(chǎn)物問(wèn)世，開創(chuàng)了“腦—機(jī)—體”協(xié)同的神經(jīng)功能重建想路，罷了了主動(dòng)西賓對(duì)皮層、肌肉舉止的同步整合與協(xié)同，取得了透露康復(fù)范疇的緊要龍?zhí)?。在載東說(shuō)念主航天等特種運(yùn)用方面，六代中國(guó)空間站在軌腦電測(cè)試姿色圍繞腦力負(fù)荷、腦力疲倦、警悟度等，開發(fā)了具有豪闊自主常識(shí)產(chǎn)權(quán)的空間站腦功能評(píng)估與退換技巧，成效完成首個(gè)階段性指標(biāo)任務(wù)。在浪費(fèi)級(jí)腦機(jī)交融產(chǎn)物研發(fā)方面，我國(guó)首個(gè)腦機(jī)接口范疇抽象性開源軟件平臺(tái)MetaBCI發(fā)布，搭建起橫跨醫(yī)療、栽植、文娛、國(guó)防、交通等范疇的智能生態(tài)產(chǎn)業(yè)平臺(tái)。非侵入式腦機(jī)接口因其安全、無(wú)創(chuàng)的上風(fēng)，受世東說(shuō)念主群更廣、運(yùn)用后勁更大，有望在醫(yī)療、科研、工業(yè)、栽植、文娛、國(guó)防等范疇顛覆東說(shuō)念主類現(xiàn)存的生計(jì)坐褥形狀。
值得防范的是，片上腦機(jī)接口，即在電極芯片上培養(yǎng)出來(lái)的類腦組織，為腦機(jī)接口技巧的發(fā)展提供了新想路。腦機(jī)交互與東說(shuō)念主機(jī)共融海河實(shí)驗(yàn)室在東說(shuō)念主體外創(chuàng)造了一個(gè)有生物智能的“類腦器官”，罷了了培養(yǎng)“大腦”對(duì)指標(biāo)的視覺感知以及對(duì)機(jī)器東說(shuō)念主避障、追蹤、抓持等任務(wù)的無(wú)東說(shuō)念主適度，完成了多種類腦狡計(jì)的啟發(fā)責(zé)任。手腳腦機(jī)接口范疇的一個(gè)新興分支，片上腦機(jī)接口關(guān)于探索新一代人命體—非人命體交融交互，在攙和智能、類腦智能、醫(yī)療康復(fù)等國(guó)度緊要需求范疇新運(yùn)用方面具有進(jìn)攻真理真理。
作念“真有效、有大用”的腦機(jī)接口
腦機(jī)接口交融了醫(yī)學(xué)、狡計(jì)機(jī)、電子、機(jī)械、材料等多個(gè)學(xué)科的先進(jìn)表面與前沿技巧。在這么相對(duì)較長(zhǎng)的技巧鏈中，任何一個(gè)次第的技巧短板都會(huì)艱難其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
我國(guó)腦機(jī)接口市集正在助長(zhǎng)發(fā)展中，受到了社會(huì)各界的平凡柔柔。連年來(lái)，扣問(wèn)者勇猛于建立腦機(jī)當(dāng)然交互模子，從容罷了意圖的開脫抒發(fā)。同期，腦機(jī)接口的運(yùn)用場(chǎng)景逐步拓展到醫(yī)療、航天、智謀家居等多個(gè)范疇，驕傲了面向腦卒中康復(fù)的純意念適度東說(shuō)念主工神經(jīng)機(jī)器東說(shuō)念主，以及天外腦機(jī)接口系統(tǒng)、腦控拼寫器等一系列驅(qū)散。異日，扣問(wèn)東說(shuō)念主員將勇猛于建立腦機(jī)雙向讀寫系統(tǒng)，高效準(zhǔn)確地解讀愈加復(fù)雜的大腦意圖，罷了東說(shuō)念主機(jī)深度交融。
咱們也要了了地意志到，咫尺我國(guó)腦機(jī)接口企業(yè)窮乏健全的技巧鏈、完好的東說(shuō)念主才鏈，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)化才調(diào)較弱，從實(shí)驗(yàn)到寬泛推論還有很長(zhǎng)的路要走。
在我看來(lái)，千般侵入式技巧存在倫理和安全風(fēng)險(xiǎn)，非侵入式腦機(jī)接口安全性高、受眾群大、產(chǎn)業(yè)化長(zhǎng)進(jìn)廣漠，我國(guó)具備較好的技巧蘊(yùn)蓄，咫尺正處于新一代技巧研發(fā)、加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的進(jìn)攻機(jī)遇期。現(xiàn)階段，應(yīng)熒惑中樞技巧攻關(guān)和共性重要問(wèn)題扣問(wèn)，開展具有原創(chuàng)性和顛覆性的“無(wú)東說(shuō)念主區(qū)”前沿探索。
在扣問(wèn)標(biāo)的選擇上，應(yīng)以市集為導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)腦機(jī)接口科技驅(qū)散運(yùn)用轉(zhuǎn)機(jī)和新質(zhì)坐褥力生成，作念“真有效、有大用”的腦機(jī)接口。圍繞緊要工程運(yùn)用轉(zhuǎn)機(jī)需求，按照非侵入式與侵入式兩條技巧旅途系統(tǒng)狡計(jì)假想，王人頭并進(jìn)推動(dòng)技巧扣問(wèn)，鼓勵(lì)完善產(chǎn)業(yè)化、體系化發(fā)展路子，推動(dòng)我國(guó)在腦機(jī)接口范疇罷了加速發(fā)展。
手腳新興的技巧范疇，國(guó)內(nèi)腦機(jī)接口市集中計(jì)議專科東說(shuō)念主才缺口絕頂大，導(dǎo)致小范疇企業(yè)較難建立完好的東說(shuō)念主才鏈和技巧鏈。這就需要聯(lián)接高水平大學(xué)通過(guò)誕生交叉學(xué)科等形狀，培育高質(zhì)料復(fù)合型東說(shuō)念主才。同期，熒惑校企共建高水平科研翻新平臺(tái)，薈萃貫串腦機(jī)接口范疇重心攻關(guān)任務(wù)，治理產(chǎn)業(yè)化落地難題，建立健全、健康的腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈。天津大學(xué)開設(shè)了寰球首個(gè)腦機(jī)接口?？茦?biāo)的并肅穆招生。但愿以此為機(jī)會(huì)，帶動(dòng)腦機(jī)接口及計(jì)議行業(yè)盡快買通技巧鏈、補(bǔ)全東說(shuō)念主才鏈，構(gòu)筑腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)料發(fā)展的可靠底座，進(jìn)步腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)化才調(diào)。
腦機(jī)接口不僅將為醫(yī)療提供新的治理決議、改善東說(shuō)念主類生計(jì)質(zhì)料，也會(huì)對(duì)社會(huì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)模式等方面產(chǎn)生深化的影響。跟著技巧發(fā)展，腦機(jī)接口的運(yùn)用可能會(huì)絕對(duì)篡改咱們與外部世界的互動(dòng)形狀，進(jìn)一步暗昧東說(shuō)念主類和機(jī)器之間的界限。關(guān)聯(lián)詞，這也將伴跟著一系列復(fù)雜的倫理、詭秘和社會(huì)問(wèn)題。何如確保腦機(jī)接口的公道性、安全性與大量性，何如均衡技巧翻新與潛在風(fēng)險(xiǎn)，將是東說(shuō)念主類社會(huì)瀕臨的共同課題。
（作家為天津大學(xué)副校長(zhǎng)）體育游戲app平臺(tái)