在完播剧《骄阳似我》里,女主聂曦光第一次听闻男主打算从事研究脑机接口时的一句赞叹,道出了很多人的心声。
“脑机接口,听起来就很厉害。”
《骄阳似我》截图
“脑机接口”,听起来像是科幻,但现实中,它正以惊人的速度,从实验室走向你我身边。
就在今年全国两会上,“脑机接口”被首次写入了政府工作报告。
脑机接口是什么?它应用到哪些场景?未来发展方向是什么?
本期边科君就带大家认识一下它。
脑机接口,到底是什么?
想象一下,不用动手,也不用说话,单凭一个“念头”,就能让电脑光标移动,让机械手拿起水杯。这就是脑机接口正在实现的事。
天津大学科研人员测试脑控外肢体(手部)康复机器人。新华社发
脑机接口,是指通过在人脑神经与电子或者机械设备间建立直接链接通路,来实现神经系统和外部设备间信息交互与功能整合的技术。
简单来说,脑机接口就像是在大脑和外部设备(比如电脑、假肢、轮椅等)之间搭建的“直接通信桥梁”。
科学家们发现,人类大脑的神经元会发出脑电信号形成某些指令,并依靠全身神经传递这些指令,从而控制我们身体的肌肉与器官完成各项工作。大家熟知的癫痫等疾病,其实就是大脑异常放电导致的。
当这些脑电信号被“接口”采集,并被“翻译”成可以识别的数字信号时,电脑就可以凭借这些数字信号控制各种外部设备,从而完成大脑原先想让肌肉与器官做的事。这就是“脑机接口”的基本原理,也为科学和相关产业的发展提供了无尽的想象空间。
脑机接口的出现,意味着传统需要动手、动口的中间环节被跳过了,实现了“想”即“所得”。
脑机接口,火了
《骄阳似我》女主口中的“听起来就很厉害的‘脑机接口’”,在现实中的发展速度,甚至超越了影视作品的想象。
天津大学脑机接口团队的实验现场。新华社发
2025年被誉为我国的脑机接口元年。在这一年,政策、资本与研究力量开始集中涌入这条新赛道,推动技术从实验室走向临床、走向应用。
政策支持明确:今年全国两会上,政府工作报告明确提出“培育发展未来能源、量子科技、生物制造、具身智能、脑机接口、6G等未来产业”。
临床应用落地:在广州,今年广州医科大学附属番禺中心医院脑机接口医学中心正式启用,成为广州市首个区属医院层面的脑机接口临床应用中心,为卒中、脊髓损伤、睡眠障碍等患者提供前沿的精准诊疗方与康复方案。
患者通过脑机接口康复机器人开展上肢康复训练
更令人振奋的是,我们已经看到实实在在帮助到人的案例。
28岁的李志,因车祸高位截瘫,他于2025年10月底在复旦大学附属华山医院植入脑机接口芯片,成为我国首例全植入、全无线、全功能柔性脑机接口植入的患者。如今,李志能完全通过“意念”刷B站、逛小红书;用意念操控光标、操控智能家居、操控气囊手套……
而另一位因颈髓损伤而四肢瘫痪的患者,仅凭“意念”控制,即可坐着电动轮椅在小区里遛弯,也能指挥机器狗取外卖。
脑机接口,已开始从前沿研究,真正步入临床,惠及患者。
侵入式 vs. 非侵入式:两条路并行
目前全球主流的脑机接口可分为侵入式和非侵入式两大类。
天津大学副校长、脑机交互与人机共融海河实验室主任明东做了一个生动的比喻:侵入式如同“穿墙而入、兵临城下”,将传感器直接植入脑组织,近距离“听取”神经元放电,信号强、精度高;非侵入式则是“隔墙有耳、透墙而视”,需隔着颅骨这堵“墙”,捕捉衰减了上千倍的亚微伏级脑电信号。
侵入式:像Neuralink(马斯克于2016年创立的脑机接口技术公司)那样,需要通过手术将电极芯片直接植入大脑皮层。
优点是信号极其精准强大,能实现复杂操作。缺点是毕竟要开颅,存在手术风险和长期生物相容性问题,目前主要适用于少数重症患者。
非侵入式:更主流和普及的方向。通常是一个头环或头盔,贴在头皮上采集信号。
优点是安全、无创、便宜,戴个设备就能用。缺点是信号质量相对较差,像“隔墙听音”,比较微弱嘈杂,解码难度大。
但别小看这“隔墙听音”,随着技术的更新,进步飞快。比如国内团队,已经在非侵入式技术上实现了用“意念”控制上百个指令,精度越来越高。
控制电脑
更科幻的探索:在芯片上“养”大脑
科学家们的脑洞远不止于此。在天津大学的一个实验室里,有一种更“科幻”的玩法——“片上脑机”。
天津大学医学院李晓红教授展示了全球首个片上脑机接口智能交互系统。在这个系统中,“大脑”竟然是人工培养出来的。
片上脑机接口智能交互系统简称“片上脑机”。“片上脑机”顾名思义上就是在电极芯片上培养出来的“类脑组织”,是脑机接口领域的一个重要新兴分支。
李晓红教授进一步解释说:“通常脑机接口用的是人或者是动物真实的大脑,但是片上脑机接口,它用的是体外培养的‘大脑’,就如同我们这个模型里面在细胞培养皿上面培养的这样一个类器官,是采用生物技术和干细胞技术培养的,这就是我们和经典的脑机接口不一样的地方。”
科学家们认为,未来片上脑机接口将对混合智能、类脑计算等前沿科技的发展起到革命性的推动作用。
未来已来,但路还很长
脑机接口的蓝图很诱人:帮助瘫痪者重新行走,让失语者“开口”说话,用意念控制智能家居,甚至未来与AI更深度地融合……但眼前,它依然面临不少挑战。
科研人员通过微米级脑机接口混合现实,精准呈现脑机接口与大鼠大脑主要血管和脑组织的空间位置关系。新华社发
侵入式的安全性与长期稳定性是难题,非侵入式的精度和可靠性需要持续突破。高昂的成本、复杂的标准、以及大众的接受度,都是需要跨越的关口。
不过,趋势已经再明显不过。随着技术迭代、政策铺路、应用场景打开,这个曾经只存在于科幻中的技术,正一步步撬开现实世界的大门。
也许用不了多久,我们就能像切换电视频道一样,用“念头”来便捷地交互。
读懂大脑,这场雄心勃勃的人机对话,才刚刚开始。
来源:广州日报、新华社、新华网、央视新闻、科技日报等
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