#腦機介面
人類活到1000歲不是夢,人體視覺植入實驗,盲人可重見光明...
最近,腦機介面(BCI)領域又爆出重磅消息,馬斯克的Neuralink公司正準備在2026年啟動“Blindsight”視覺植入的人體試驗。也就是說,能讓完全失明的人(甚至先天失明)重新看見世界。Neuralink聯合創始人MaxHodak在最新油管視訊中直言:“第一個能活到1000歲的人,已經出生了!”①這個說法聽起來像科幻小說,但它背後是真實的技術浪潮。接入大腦,就能直接升級人類硬體,解決衰老、疾病、感官缺失等根本問題。訪談中,Hodak(現Science公司創始人)解釋得很清楚。大腦是一台電腦,神經是API大腦本身像一台電腦,但它被厚厚的顱骨(頭骨)完全包住,像關在保險箱裡一樣,沒法直接接觸外面的世界。所有跟外界的交流,比如看到東西、聽到聲音、摸到物體、發出指令控制身體,都必須通過有限的幾條“電纜”進出這個保險箱。這些“電纜”一共是:12對顱神經和31對脊神經(脊柱神經):全身跟大腦溝通的“出入口”加起來才43對“電纜”。大腦的所有輸入(現實世界的資訊)和輸出(你想做什麼、說什麼)都擠在這幾條線上,用電訊號的形式來傳遞。神經細胞(神經元)在“說話”或“傳消息”時,會突然“啪”地放出一個短暫的電脈衝,就像手機訊號燈閃一下。這個脈衝電壓從負變正再變回負,只持續1-2毫秒,像一道小閃電。記錄下來在圖上就是一個尖尖的峰,所以電訊號叫spikes(神經尖峰脈衝)。大腦靠這種一個個離散的“啪啪啪”脈衝串來編碼。比如:你看到一個紅蘋果→眼睛視網膜上的感光細胞興奮→產生一串電脈衝(spikes,比如每秒50個)→沿著視神經(第2對顱神經)一路傳到大腦視覺區→大腦解讀這串脈衝的頻率、時機、那條路徑,就知道“這是紅色、圓圓的、看起來好吃的蘋果”。在腦機介面裡,研究人員在這些“電纜”(顱神經或脊神經)上插細小的電極。讀(監聽):捕捉這些神經尖峰脈衝,就能知道大腦在想什麼、看到什麼、想動那裡;寫(刺激):人工產生神經尖峰脈衝,就能直接告訴大腦“看到一個光點”或“動一下手指”。腦機介面就是繞過壞掉的眼睛、耳朵、手腳,直接升級人類跟世界的連接方式。盲人重見光明已經部分實現Hodak的公司開發了Prima視網膜植入晶片(2mmx2mm小矽片,植入眼底視網膜下),它能繞過壞掉的感光細胞,直接刺激剩餘視網膜細胞。想像一下,眼睛中心(黃斑區)像一塊壞掉的相機感光元件,拍不到清晰的中心畫面,但周邊還能看到模糊的東西。PRIMA視網膜植入晶片像一個“人工視網膜補丁”,植入到視網膜下面,正好放在萎縮區的中心。患者戴一副特製眼鏡,眼鏡用攝影機捕捉外界景象,然後把圖像轉成近紅外光投射到眼睛裡。這個光像“無線充電+資料傳輸”,晶片收到光後把光訊號轉成電訊號,直接刺激視網膜上還活著的神經細胞(繞過已經死掉的感光細胞),大腦就收到看到東西的訊號。它不是把整個眼睛換掉,而是像給壞掉的螢幕貼一個微型投影儀補丁,讓患者用“假體視覺”看中心世界,同時周邊自然視力不受影響。手術是微創眼科手術,把晶片植入視網膜下,然後患者需要幾個月視覺康復訓練去學會用這個新眼睛看東西。對於因為乾性黃斑變性完全失掉中心視力的老人來說,植入米粒大小的太陽能晶片+戴特殊眼鏡,32名盲人患者中20人恢復視力!②84%的患者能用假體視覺讀字母、數字、單詞,甚至很多人多年後第一次看清文字,平均視力提升5行以上)。這是人類歷史上第一次真正恢復晚期失明患者的中心視力。Hodak說:“我們已經看到連貫、有形狀的圖像,這是全球首次。未來10年內,有望接近正常視力,甚至有顏色和更廣視野。活到1000歲的人已經出生→活體神經元種植在大腦上傳統腦機介面用電極刺激,但Hodak推出“生物混合”介面。也就是在植入物上種活的幹細胞神經元,讓它們和宿主大腦神經“長”在一起,形成新生物連接,像《阿凡達》裡的“神經辮子”。如果細胞死掉,就用低免疫原性幹細胞,避免排異。→活到1000歲的人已經出生訪談後半段,Hodak說:“我認為第一個活到一千歲的人很可能現在已經活著了,而且不止一兩個,而是很多人。”因為生物科技過去太慢,但現在腦機介面像當年的網際網路/AI一樣,進入非線性增長階段。AI+神經科學交叉正在爆發(AI視覺模型內部神經元啟動模式和大腦越來越像)。配合細胞重程式設計(Sinclair的ER-100已獲FDA人體試驗批准)、tau蛋白新靶點等,衰老干預正在從延緩轉向逆轉。這不是空談,國外最新研究也在佐證壽命上限被打破的可能性。國外最新研究→細胞重程式設計逆轉衰老研究哈佛David Sinclair(我們都認識)團隊的LifeBiosciences公司作為首個獲FDA批准,啟動全球首個細胞年齡逆轉人體試驗(ER-100)。③這個試驗2026年第一季度啟動,目前是一期臨床試驗,重點測試安全性和耐受性,不是大規模治病,而是先看人能不能安全用。試驗針對兩種年齡相關的眼疾:開角型青光眼和非動脈炎性前部缺血性視神經病變。這些病都會導致視神經細胞(視網膜神經節細胞)慢慢死掉,造成不可逆視力喪失,目前沒有根治辦法。這個研究是怎麼做的?正常細胞老化時,DNA上會積累很多甲基化標記(像灰塵蓋住基因開關),導致基因表達亂套,細胞功能下降。ER-100用基因療法把三個轉錄因子基因(Oct-4、Sox-2、Klf-4,簡稱OSK,這是四個Yamanaka因子去掉一個c-Myc的版本,避免癌變風險)送到目標細胞裡。ER-100就像給老化的視神經細胞“重啟系統”。用病毒把三個年輕基因短暫送進去,擦掉細胞上的“衰老灰塵”(表觀遺傳標記),把細胞表觀遺傳時鐘往回撥一點點,讓細胞恢復年輕時的基因表達模式,但不會變成幹細胞(避免腫瘤風險)。讓細胞像年輕時一樣,理論上能逆轉青光眼/NAION造成的視神經衰老和視力損失。這不是治療症狀(降眼壓之類),而是治衰老本身。但目前只是第一階段,先確認人身上安全不致癌、不排斥。成功的話,未來可能擴展到其他衰老病(阿爾茨海默、心臟等),但現在還早。→腦衰老“主開關”發現ScienceDaily上的研究發現一個叫OTULIN(去泛素化酶),以前只知道它管免疫系統,居然是腦子裡tau蛋白(阿爾茨海默病裡那些糾纏成團的“毒蛋白”)和腦炎症的“主開關”。④研究主要是體外細胞實驗(在實驗室裡用人類細胞做),用的是兩種人類來源的神經細胞模型。結果發現,OTULIN像個“總開關”,把OTULIN“關掉”,tau蛋白就沒了,腦細胞還能活得好好的。以前大家以為tau蛋白對神經元結構是必須的,阿爾茨海默裡tau纏成團是壞事,但基礎tau對神經元骨架(微管)很重要,少了會崩。結果實驗證明沒了tau,神經元照樣健康,沒損傷、沒壓力。說明病理tau(異常堆積的)才是真兇,正常tau可能沒那麼不可或缺。OTULIN還管RNA代謝和自噬,它失調會導致蛋白合成和降解失衡,慢慢積累毒蛋白,導致腦衰老。這項研究讓OTULIN成了新靶點。未來藥可以針對它“關開關”,停掉tau生產、清掉已有tau、降炎症、逆轉腦衰老。比直接打tau抗體(容易脫靶、副作用大)更上游、更徹底。關鍵的瘦龍說上面這些研究的突破和我常說的低碳水、生酮飲食、間歇性斷食其實異曲同工。都通過改善代謝、降低炎症、啟動自噬來對抗衰老。腦機介面是“硬體升級”,飲食是“軟體最佳化”。未來,活得更長、更健康,可能不再是夢,而是選擇。而且前段時間,由中國研發的,全球首款植入式腦機介面,已經被國家藥品監督管理局批准上市了。甚至已經有32例患者已經接受植入了。科幻真的,照入了現實。讓人驚訝,也讓人興奮。你準備好迎接這個時代了嗎? (瘦龍健康)
人類的永生,有意思麼?
看最近生命科學的技術進展(Neuralink和果蠅實驗),我覺得人類的永生不是問題,十年後肯定可以實現。但更實際的問題是,人如果不死不滅的活著,生活還有啥意思?如果是一直當牛馬,那就更沒意思了。畢竟人的壽命從100歲延長到1000歲,只是被剝削的時間更多了。針對公平的問題,這是上面人要考慮的,不要多操閒心。馬斯克已經給人類規劃好了人類未來的演進路徑,打開了上帝視角。馬斯克預言,2030年腦機介面將成為主流醫療手段,2040年人類可通過“意識備份”實現“數字永生”。通過腦機介面實現人類的意識永存,畢竟肉體會毀滅。通過腦機介面+AI+具身智能,實現人類的機械飛昇。一位阿茲海默病患者通過Neuralink下載健康時的記憶備份,逐漸恢復認知能力;程式設計師用思維直接向xAI的Grok模型描述需求,程式碼瞬間生成並部署。目前主要是面對的社會倫理挑戰比較大,這是各個國家重點的監管對象,就像深圳的南方科技大學的幹細胞實驗一樣。目前植入式裝置的長期生物相容性、訊號干擾排除、隱私安全等問題引發廣泛爭議。馬斯克一直堅持腦機介面的技術路線:“要麼被AI超越,要麼與之融合,這是人類存續的必選項。”還面臨著社會公平的問題。很多神經科學家擔心,腦機介面可能引發“認知不平等”。富人通過植入裝置增強智力,而普通人因為無法負擔高昂的手術費用被甩在身後,這是科技平權的理念。從目前的產業進展來看,腦機介面泡沫還是很大,但有了AI的加持,進展會非常的快。目前中美是在腦機介面領域走的最靠前的,國內的強腦科技、腦虎等,美國的Neuralink。人類所有的產業最終都要為生命科學服務,畢竟長壽是人類有史以來永恆的追求,從秦始皇到現在。現在要在馬斯克的帶領下實現了秦始皇長生不老的夢想,人類的星辰大海已經啟航。 (科技錨)
中國腦機,震撼世界!
朋友們,你敢信嗎?一個躺了 5 年的截癱病人,自己站起來了!他叫小王,2025 年做了一台手術。醫生在他腦子裡放了一片東西,比頭髮絲還薄 15 倍,能直接貼在大腦表面,像一張隱形貼膜。然後奇蹟發生了:訓練 6 個月後,他扶著枴杖,站起來了。不僅能往前走,還能倒退著走,連最難解決的排便問題,都不需要人幫忙了。他手術後說了一句話,聽得人鼻子一酸:“原來覺得很絕望,現在覺得看到了希望。”小王是怎麼站起來的?靠的就是 ——腦機介面。怎麼做到的?其實很簡單。打個比方:我們想動手指,大腦會發出訊號,通過脊髓傳到四肢。但脊髓損傷的人,“電線斷了”,大腦訊號傳不下去,所以動不了。腦機介面做的事,就是:在大腦和外部裝置之間,直接拉一條專線。你在想什麼,晶片捕捉到訊號,直接指揮四肢,讓你重新動起來。聽起來很科幻?但這項技術,已經改變了很多人的命運。中國,早已領跑世界以前一提腦機介面,大家第一反應都是馬斯克。但你不知道 ——中國,早就走在最前面!馬斯克的技術要開顱、打孔、植入晶片,風險高、創傷大。而中國的技術:天壇醫院 “北腦一號”:微創、貼腦表面成都格式塔:超聲波腦機介面,無創、無痛不用開顱,不用打孔,躺一會兒就能完成。更重磅的是:腦機介面進醫保了!國家醫保局單獨立項、單獨定價。曾經遙不可及的黑科技,現在真正能普惠、能救命、能走進普通人生活。更關鍵的是:腦機介面正式寫入2026 年政府工作報告,和 6G、量子科技並列,成為國家重點培育的未來產業。國家藥監局也剛批准兩項腦機介面醫療器械標準。中國正式進入規範發展期!未來會怎樣?今天,它讓躺了 5 年的人重新站起來。明天,它可能讓:說不出話的人開口說話被疼痛折磨的人擺脫痛苦普通人用意念控制家電、開車、打字人機合一的時代,正在到來。那個曾經絕望的截癱患者,已經走出了病房。下一個被照亮的,可能就是你我身邊的人,甚至是我們自己。當人類第一次用電時,沒人想到後來會有萬家燈火。今天,我們正在經歷同樣的時刻 ——大腦與機器的牆,正在被推倒。如果有一天腦機介面普及了,你會選擇裝一個嗎? (硅基大司馬)
馬斯克的腦機介面,為什麼一定要在頭頂上開個洞?
在我們的大腦上開個 25mm 的孔,再用跟紅細胞大小差不多的針,往大腦裡插入 128 根電極束,每根電極束上又有 8 個有感測器的電極。也就是說,要往大腦裡插入超過1000個電極,這 1000 個電極接在植入體上,植入體通過螺絲固定在頭骨,彌補缺失的頭骨,縫上頭皮。這就是馬斯克的腦機介面公司 Neuralink 最新公佈的腦機介面手術。目前已經有 13 位高位截癱患者和漸凍症患者接受了腦機介面手術,在術後通過練習,他們重新獲得了行動能力,還能玩遊戲。不只是馬斯克的公司,在國內,腦智卓越中心聯合華山醫院,在給癱瘓患者接上腦機介面後,可以實現控制輪椅移動,指揮機器狗取外賣,甚至還能重新回歸工作。另一家腦機創業公司腦虎科技,也幫助一個因為車禍癱瘓近 3000 多天的患者,把玩遊戲、操控電器的意念變成了現實。所以這次我們來聊一聊腦機介面這一中外都受到關注的領域。腦機介面是什麼?是不是一定要打開腦子插入電極?這項技術離實際應用,甚至是全腦介面,還有那些需要跨越的障礙?21 世紀是屬於生物的世紀,也是屬於材料的世紀。這句話放在 10 年前,可能很多人會說是純純忽悠人的,但到了現在,結合腦機介面來看,含金量還在上升。因為腦機介面,也就是 BCI 或者說是 BMI,恰好處於生物、材料交叉的領域。我們先來聊一下腦機介面的原理。首先,我們都知道,當大腦要指揮身體完成一個動作,是一系列複雜電訊號的過程。比如,要拿老狐桌上的杯子,大腦先整合其他資訊,計算好用那隻手、手要伸多長。當大腦開始傳送手臂抬起的指令,實際的過程就是電訊號的傳播。電訊號從大腦皮層開始,傳導到錐體束、腦幹、脊髓,再到我們手臂上的神經末梢,釋放乙酰膽鹼,乙酰膽鹼觸發鈉離子內流,再引發電訊號,觸發肌肉收縮,控制手臂動作。而腦機介面的原理,就是在檢測這些電訊號,來判斷我們想要執行的動作,這裡的關鍵就是機器如何去檢測這些電訊號。早在 1972 年,UCLA 的研究人員就成功讓實驗對象通過腦電波控制電腦螢幕上的游標。不過隨著技術的發展,腦機介面出現了不同的技術方向,按照訊號採集方式可以分為非侵入式、半侵入式以及侵入式。首先是非侵入式,這是目前最常見,也是商業化最多的腦機介面裝置,這裡面又以腦電 EEG 裝置最常見,EEG 通過在頭皮放置電極,檢測大腦內電訊號的變化。比如這種醫用的 EEG 電極帽,影視作品中我們常常能見到。在消費市場常見的睡眠監測頭環,也是 EEG 的一種。在非侵入式腦機介面領域,比較有代表性的企業是強腦科技,他們推出過不少頭環產品,而比較出圈的是智能仿生手,通過檢測神經和肌肉細胞的電訊號,來解讀使用者的意圖,做出相應動作。非侵入式除了 EEG,還有在醫院或科研機構才能見到的腦磁圖 MEG,它的原理是通過檢測神經元電流產生的微弱磁場變化來反映電訊號的變化。而半侵入式,就需要給大腦做手術,將檢測電極放在了顱骨和大腦皮層之間,但不會侵入大腦皮層,不損傷大腦組織。相比與 EEG,半侵入式採集的電訊號不用穿過皮層和顱骨,訊號衰減少,質量也更高。打個比方,非侵入式能夠檢測到馬路上有沒有車經過,那麼半侵入則能夠檢測到經過的車是貨車、轎車還是 SUV。清華大學在 2023 年完成了兩次半侵入式腦機介面的臨床試驗,可以看到,兩枚硬幣大小的腦機介面處理器植入了顱骨中,電極覆蓋在硬膜外,然後線纜貼在大腦上,由無線技術來供電和傳輸資訊。一位高位截癱 14 年的患者,在接受了微創腦機介面臨床試驗手術後,經過三個月練習,可以通過氣動外骨骼手套,實現抓瓶子喝水,看採訪。另一位高位截癱的患者,在接受手術後,經過兩個月練習,能夠用意念控制游標移動。半侵入腦機介面另一家具有代表性的企業是 Synchron,這是一家總部位於美國的神經技術公司,投資人包括貝佐斯和比爾蓋茲。他們的檢測腦部的方案是 “Stentrode”,翻譯過來是血管支架電極。這個方案是通過靜脈血管,將電極支架植入患者的頭部中,來讀取腦部的電訊號活動,然後通過埋在體內的線,傳輸到胸部的處理器中,再將資料經過無線傳輸至體外來處理。由於 Stentrode 並不是常規的非侵入式,也有人將它歸類為介入式。介紹完非侵入式和半侵入式,侵入式是什麼,我想大家看到這裡,應該有個基本的概念了。其中侵入式,電極會直接插入到大腦皮層內部,從某種程度上來說,這是在對大腦皮層“動刀子”。這種方案的上限也最高,因為電極實現了單神經元細胞的訊號採集,訊號質量、精度以及資訊密度都要高很多。還是以馬路上經過的車來比較,侵入式腦機能拍清楚車牌精準的數字,分辨車裡司機是誰,乘客有那些人。更高的訊號質量,可以讓外接的機器完成更精準的動作,反映到我們使用電腦上,半侵入式腦機能讓患者操控滑鼠,完成點選、翻頁這些簡單動作,而侵入式能讓患者玩遊戲。在 Neuralink 的實際植入案例中,患者甚至能通過腦機玩FPS遊戲。簡而言之,侵入式腦機介面擁有更高的頻寬,更高的空間解析度和時間解析度,可以傳輸更豐富的大腦皮層訊號,捕捉到更精細的神經細胞電訊號。甚至,在腦智卓越中心開發的腦機介面通訊協議上,把系統從訊號採集到指令執行的延遲控制在 100ms 以內。那我們人體自然神經環路傳導的延遲是多少呢?在 200 毫秒左右,大家可以打開一個網頁對自己反應速度進行測試,這感覺在給身體上科技外掛了。由於電極深入到大腦皮層,侵入式腦機不僅可以讀取大腦電訊號,也能向大腦寫入電訊號,比如讓盲人接收視覺資訊,不過,這需要將電極插入大腦皮層更深的位置。如果未來能實現全腦機介面,幾乎能讀取整個大腦所有的資訊,也能向整個大腦寫入相關的資訊,比如視覺、聽覺、觸覺等等,實現大腦與外部機器的高頻寬連接。我的理解,就是腦子有了物理外掛。總的來說,侵入式腦機可以拓展人類的能力邊界,千里眼順風耳,從理論上來說,也可以實現。所以侵入式腦機是目前最受關注的腦機介面方案,尤其以馬斯克的 Neuralink 受到關注,雖然還沒有投入量產,但估值已經百億美元等級。除此之外,侵入式腦機比較受到關注的企業或機構還有開山祖師等級的 BrainGate、腦虎科技以及中國科學院的腦智卓越中心等等,所以,侵入式腦機介面可能是腦機介面的一個終極方案。我們已經知道了侵入式腦機介面有很多優點,那為什麼很多神經技術公司不把研究方向投入到侵入式,而是要開發非侵入式,半侵入式呢?那是因為它的缺點,或者說是技術難點還有很多。這就好比我幼兒園就知道清華北大很好,但最後沒去上的原因。首先,侵入式腦機介面的電極要插入大腦皮層,為了插入不傷害我們的大腦組織,這需要非常細、非常柔軟的電極材料。而且電極長時間插入大腦皮層,還要解決生物相容性問題,這就是生物領域和材料領域的交叉融合領域。而國內外的研究機構,都採用了了相同的方案,就是柔性電極。以腦智卓越中心採用的是超柔性神經微電極為例,這種電極通過 MEMS 微納加工工藝製備,生產出尺寸僅為頭髮的 1/100,達到細胞尺寸等級。所謂 MEMS 微納加工工藝,就是在奈米這個等級的尺度加工材料的工藝(Microelectromechanical systems,MEMS)。加工出來的超柔性微電極不僅要柔軟,它的彎曲應力僅為細胞間作用力的量級,而且電極上還要有電子電路、感測器等結構,才能實現訊號感應功能,技術難度可想而知。而且,這種超柔性微電極,還必須要減少身體的排異反應,包括長時間插入大腦皮層引起炎症,中樞神經細胞會形成膠質瘢痕,膠質瘢痕反過來會影響訊號的精度。這些從生物相容性來說,這些都需要解決。其次是訊號質量的問題,不只是膠質瘢痕會影響電極的訊號質量,我們大腦活動、眨眼、呼吸,包括情緒波動,這些生理活動都會產生無關的電訊號,也就是噪聲,從而影響訊號雜訊比。即便侵入式腦機介面這種方案本身就是為了提升電極採集到訊號的訊號雜訊比,但還是避免不了訊號的噪音問題,因此,如何識別提取訊號中的有效特徵,也是腦機介面的研究方向。第三個難點是裝置的小型化或者說是微型化,這張圖是 Neuralink 無線植入體的演變過程,上面是更早的版本,右下角 N1 是最新的版本,即便縮小了體積,但植入人頭骨上的這個裝置還是有一個硬幣的大小,也就是說需要在顱骨上挖開一個 25mm 的孔。國內的腦智卓越中心的侵入式腦機方案,更保守也更友好一些一些,因為植入體更薄,只需要在顱骨上“挖出”一個差不多大小的凹槽,在凹槽底部再打開一個 5mm 的穿刺孔,電極由穿刺孔進入腦腔,插入大腦皮層中。而且既然是無線裝置,它需要充電,需要對訊號進行初步的提取、完成模擬訊號到數字訊號轉換、壓縮資料、無線傳輸,這些過程都會產生熱量,而植入體必須對發熱有嚴格的控制。在這個硬幣大小的裝置上,目前一共連接了 1000 個電極,而 Neuralink 的目標是連接2萬根電極,這意味著採集的訊號更加豐富,更加龐大,植入體需要更加強大的資料處理能力。此外,資料傳輸對頻寬也是一個挑戰。比如我們上網,已經非常習慣 100M 的頻寬,但是到目前為止,Neuralink 的藍牙傳輸頻寬,理論最高傳輸速度是 1Mbps。如果想要實現全腦介面,勢必要更高的頻寬,如何提升傳輸的頻寬,並且控制發熱,仍然是腦機介面需要克服的一個障礙。所以僅僅是植入體這一項硬體,就是一個非常大的工程挑戰。國內的神經技術公司腦虎科技,就把植入體的電池模組置於胸口位置,讓發熱的單元可以遠離大腦位置。未來如何把成上萬個電極插入腦中,也依然是一個需要解決的工程問題, Neuralink 給出的方案手術機器人。由醫務人員來進行開顱手術,然後由機器人控制紅細胞大小的針頭,避開大腦中的血管,以 1.5 秒一針的速度將電極植入大腦皮層中,再將植入體固定在顱骨上。國內的自動化研究所也成功研製腦機介面柔性微電極植入機器人 CyberSense,但在參數上離 Neuralink 的機器人還有差距,比如植入的柔性電極沒有後者細,植入速度這些也沒有提及。即便如此,也可以見到,咱們國內很多企業或研究單位,在侵入式腦機介面方面都在取得突破,在這個領域,目前來看,是美國領先,中國追趕的形勢。其實關於腦機介面還有一些倫理方面的討論。比如,隱私問題,公平問題,這次我們就不展開討論了。因為也不是當下腦機介面的主要問題。目前,接受腦機介面試驗的都是高位截癱患者或 ASL 患者(肌萎縮側索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis)),幫助他們重新擁有行動能力,這些應用前景讓腦機這項技術看起來非常讓人激動。所以,說 21 世紀是生物的世紀,也是材料的世紀,大家會不會認同。(科技狐)
獲投超2億美元!超聲波“讀腦”技術,為何被OpenAI等資方看好
近年來,腦機介面技術取得了顯著進展。這類技術以埃隆·馬斯克旗下的Neuralink公司為代表,通過將微小電極植入大腦皮層,直接讀取神經元電訊號,在幫助嚴重殘障人士恢復交流能力方面已展現出實際成效。一些患者甚至能借助植入裝置,在接近即時的狀態下“說話”或“唱歌”。但這種進展的代價同樣明顯:侵入性手術、高風險,以及裝置一旦植入後難以調整等。正是在這樣的背景下,美國一家新成立的初創公司Merge Labs進入公眾視野。與主流路線不同,這家公司試圖繞開“深度植入電極”這一核心路徑,轉而使用超聲波來實現對大腦活動的讀取與調控。據英國《自然》雜誌介紹,這家公司於今年1月成立,獲得了包括OpenAI在內的投資方共計2.52億美元的資金支援。公司希望探索一種新型腦機介面技術,不僅用於資訊解碼,還可能用於治療抑鬱症、成癮等精神與神經類疾病,甚至可長期影響大腦的認知過程。外界普遍認為,這不僅是一筆對單一公司的投資,更是OpenAI對“後ChatGPT時代人機互動路徑”的一次前瞻性下注。資料圖。圖片來源:視覺中國Merge Labs選擇的技術核心是功能性超聲。其原理類似於潛艇聲吶,通過向大腦發射高頻聲波並接收回聲,分析回波在頻率和振幅上的變化,來觀察血液流動情況,從而間接推斷神經元的活動狀態。“當某一區域的神經元高度活躍時,對氧氣的需求會上升,局部血流隨之發生變化。正是這些變化,為功能性超聲提供了可視化的大腦活動‘地圖’。”英國普利茅斯大學神經科學家埃爾莎·福爾阿納介紹道。與Neuralink的裝置相比,這種方法侵入性更小。感測器只需置於顱骨下方,或通過顱骨開設窗口進行操作,不必深入腦組織內部。同時,與電極植入位置固定且只能與植入電極的部位連接不同,超聲波可監測大腦的很多區域並刺激多個部位。Merge Labs能獲得如此規模的投資,與人工智慧(AI)的參與密不可分。OpenAI表示,AI將在Merge Labs的腦機介面方法中“扮演核心角色”,通過建構大型基礎模型,幫助解析超聲波獲取的複雜腦訊號,並從中推斷個體意圖。目前,Merge Labs仍處於技術探索階段。儘管研發團隊已展示了通過超聲波裝置解碼猴子運動意圖的實驗,並探測到了人類在彈吉他或玩遊戲時的腦部活動,但要將這一技術真正應用於人類,仍需解決諸多挑戰。 (科技日報)
腦機介面,重大突破!
據中國日報網消息,近日,西北工業大學常洪龍、吉博文科研團隊宣佈,其研發的三維錐形碳基軟性大腦皮層電極陣列取得關鍵突破,成功破解長期制約行業發展的腦組織損傷、訊號衰減、生物相容性差等核心難題,同時完成國際首次太空環境技術驗證,為腦機介面的臨床轉化與航天應用開闢全新路徑,彰顯中國在微機電系統(MEMS)領域的頂尖創新實力。針對傳統微創植入式皮層電極柔軟度低、與腦組織接觸效果差、長期植入金屬易腐蝕甚至溶解失效等關鍵問題,西工大團隊歷經多年潛心攻關,創新研發出三維錐形碳基軟性大腦皮層電極陣列。動物實驗結果表明,該電極採集訊號更加穩定,關鍵性能較傳統金屬電極提升數百倍,能夠長期安全地進行刺激調控,並可在超高場核磁共振檢查中安全使用。目前,該電極已通過第三方醫療器械質量檢驗院認證,在生物相容性、長期植入穩定性等方面滿足醫用標準,為後續推進長期臨床應用鋪平了道路。腦機介面是一種在腦與外部裝置之間建立直接的通訊管道。常用於輔助、增強、修復人體的感覺—運動功能或提升人機互動能力,目前在醫學領域應用較為廣泛。根據植入條件,腦機介面可分為侵入式、非侵入式和半侵入式三種。剛剛過去的2025年,被業內稱為中國腦機介面發展“元年”。2025年5月,上海階梯醫療科技有限公司發佈了超柔性微創植入式腦機介面系統的前瞻性臨床試驗進展;6月,南開大學教授段峰團隊牽頭開展的全球首例介入式腦機介面輔助人體患肢運動功能修複試驗完成;11月,武漢衷華腦機融合科技發展有限公司與華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院合作,完成全國產自主研發腦機介面晶片的首例臨床植入手術……腦機介面技術創新愈加貼合患者需求,一系列臨床突破相繼落地。與此同時,越來越多新技術加速從實驗室走向臨床:近日,明視腦機科技(蘇州)有限公司發佈自研的植入式腦機介面視覺重建系統,為視覺障礙患者帶來復明新可能。中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心與相關機構合作開展的第二例侵入式腦機介面臨床試驗取得新進展,在技術上實現了從二維的螢幕游標控制,到三維的物理世界互動的重大轉變。上海腦虎科技有限公司宣佈,其自主研發的國內首款、國際第二款內建電池的全植入、全無線、全功能腦機介面產品,已成功完成首例臨床試驗。在與一位植入該產品的截癱患者的遊戲對戰中,該公司創始人兼首席科學家陶虎被意外擊敗。“我們堅信,腦機介面不是炫技的工具,而是連接生命與希望的橋樑。”陶虎表示。在技術落地和政策利多的雙重推動下,資本對腦機介面領域的投資熱情持續攀升。據動脈橙資料庫不完全統計,2025年1—11月,中國腦機介面領域共完成24起融資,同比增長30%。而從近5年來看,中國腦機介面領域共發生近百起融資,融資總額超過百億元,包括紅杉、高瓴、經緯、君聯、鼎暉、達晨財智、啟明、中科創星等上百家資本都曾先後押注。值得一提的是,“十五五”規劃建議明確將腦機介面列為六大未來產業之一,標誌著腦機介面從前沿技術探索升級為國家經濟增長新引擎。當前中國腦機介面產業佈局呈現出多點發力、特色競逐的格局,多地正通過系統的政策引導、平台搭建與生態培育,積極搶佔這一戰略新興賽道。中國電子資訊產業發展研究院資料顯示,2024年中國腦機介面市場規模為32億元,同比增長18.8%,預計到2027年將達到55.8億元,增長率為20%。今年年初,埃隆·馬斯克(Elon Musk)通過社交平台宣佈,其創辦的腦機介面公司Neuralink計畫於2026年實現腦機介面裝置的大規模量產。此舉引爆A股腦機介面概念,但很快概念股陷入大面積調整。據證券時報·資料寶統計,截至2月6日收盤,最新收盤價與年內高點相比,14隻腦機介面概念股回撤幅度超20%,包括海格通訊、普利特、翔宇醫療、博拓生物、三博腦科等。從已公佈業績預告、業績快報的資料來看,按照預告淨利潤下限計算(無下限則取公告數值),2025年淨利潤同比增長(含扭虧為盈)的腦機介面概念股有9隻,如北陸藥業、樂普醫療、道氏技術、狄耐克、普利特等。綜合自:中國日報網、科技日報、資料寶等(證券時報)
對標馬斯克,中國“腦機一哥”要IPO
熬了十幾年,“腦機介面”終於大爆發。熬了十幾年,“腦機介面”終於大爆發。如果你還覺得“腦機介面”停留在科幻電影裡,那資本市場已經先一步用真金白銀給出了截然不同的答案。2026開年,馬斯克一句話,引爆腦機介面行情,資金洶湧入場,多隻個股坐上“過山車”,十日漲出千億市值。幾乎在同一時間,連平時專注於臨床診療的神經外科門診,也變得異常熱鬧。有人為了給癱瘓家人求一線生機,有人只為瞭解這項前沿技術的落地進展,還有人被“科技改變生命”的可能性吸引,紛紛前來諮詢。當資本和患者,在同一時間湧向同一個方向,訊號本身已經足夠強烈。就在全網熱議腦機介面賽道升溫之際,一個關鍵訊號從證監會傳來:睿康技術(上海)股份有限公司(簡稱“博睿康”)已與中信證券簽署上市輔導協議,正式啟動科創板IPO處理程序。這一動向,意味著中國最有希望“搶跑成功”的腦機介面第一股,迎來最強爭奪賽。就在不久前,被稱為“杭州六小龍”之一的強腦科技,據傳已於2026年1月以保密形式向港交所遞交IPO申請。兩家頭部公司,一前一後,幾乎同步叩響了資本市場的大門。成立於2011年的博睿康,並非腦機介面賽道的新面孔。其核心團隊來自“清華系”,成立至今,已獲得紅杉中國、BV百度風投、松禾資本、華控基金、元科創投等多家知名機構投資,地方政府引導基金亦深度參與。2023年,NEO在宣武醫院完成首例植入,隨後擴展到多家頂級醫院,多中心臨床驗證累計安全植入近5000天,客戶包括清華、中科院和北醫三院等頂尖機構。一腦機介面第一股爭奪。就在博睿康與中信證券簽署輔導協議,準備衝刺科創板的消息傳出不久,據業內消息,被稱為“杭州六小龍”之一的強腦科技(BrainCo)已於2026年1月以保密形式向港交所遞交了IPO申請。一個是深耕臨床、穩紮穩打的“清華學霸”,一個是自帶流量、橫跨消費與醫療的“哈佛極客”。兩則相隔僅三周的公告,看似在競逐同一個目標,但核心卻截然不同。如果說博睿康是“北派”的內斂深沉,那強腦就是“南派”的靈動激進。博睿康所代表的是“清華系”,創始團隊皆來自清華大學頂級的神經工程實驗室,它的路徑是“醫工結合”,其核心產品NEO主攻“植入式”,邏輯是極致的精準,需要通過手術放置,它面對的是癱瘓、癲癇等重症,壁壘極高,甚至被稱為“醫療器械的皇冠”。這條路技術壁壘更高,監管更嚴,但一旦走通,對於治療癱瘓、癲癇等嚴重神經疾病的意義也更為深遠。目前,它已在國內頂尖醫院完成超過32例的臨床試驗。它不急於描繪一個遙遠的消費級未來,而是專注於在神經診斷、康復工程等專業領域建構解決方案。而強腦科技則靠“非侵入式”成名,邏輯是極致的規模,決定了其產品形態更接近消費電子。使用者無需手術,像戴上一個精密的頭環或裝置,便能實現意念控制。這使得它的故事充滿想像力,從幫助截肢者用“意念”操控智能仿生手行走,到未來可能在遊戲、教育中實現深度沉浸互動。其“杭州六小龍”之一的標籤,以及獲得20億元巨額Pre-IPO融資、估值超13億美元的背景,都讓它充滿了科技獨角獸的銳氣和光環。有趣的是,兩家公司最後都在向對方的腹地滲透。博睿康在搞2.0版的語言解碼,試圖讓技術更“通俗”;強腦也在加速植入式產品的研發。當馬斯克的 Neuralink 孤注一擲於極致的“高通量植入”時,中國雙雄展現了更務實的階梯式佈局。博睿康守住了“嚴肅醫療”的底線,強腦科技(BrainCo)則打開了“消費康復”的天花板。這場競賽的終極意義,或許不在於誰能率先敲鐘,而在於它們共同向世界證明:在這個代表人類未來的終極賽道上,中國已經在全球腦機介面的“第一梯隊”中,同時佔領了硬核醫療與大眾消費這兩個最重要的陣地。當它們雙雙衝刺資本市場時,一個屬於中國的“腦機時代”,才算真正拉開了帷幕。二資本市場可能被情緒左右,但醫院不會。如果說過去兩年市場的興奮點,在於AI如何模擬人類的思維,那麼今年,資本的目光開始投向如何物理性地接管大腦?隨著馬斯克的Neuralink在全球範圍內高頻更新臨床資料,腦機介面(BCI)正式從“科幻命題”變成了“工程命題”。過去十幾年,腦機介面在醫療體系裡的定位非常明確——科研工具。它存在於實驗室,用來採集訊號、做行為研究、驗證假設,離真實治療有一道天然的鴻溝。醫生不會把它當成臨床選項,患者自然也不會把希望寄託在它身上。但最近兩年,這個定位開始鬆動。腦機介面不再只是“讀腦訊號”,而是逐漸進入一個更具顛覆性的階段:參與功能重建本身。它不是替代神經,也不是修復損傷,而是通過訊號解碼與刺激反饋,在受損神經通路之外,建立新的控制路徑。這一步,看似技術細節,實質卻是治療邏輯的變化。一旦邏輯改變,臨床行為就會跟著改變。對醫生而言,這意味著面對某些“傳統醫學幾乎無解”的病症,第一次出現了可討論的新方案;對患者而言,這意味著“完全無解”和“那怕機率很低的可能性”之間,出現了質的差別。門診因此變得擁擠,並不奇怪。不是因為腦機介面已經普及,而是因為它第一次被納入現實決策範圍。患者來問的,往往不是“我能不能馬上做”,而是“這條路到底存不存在、風險有多大、值不值得等”。這也是為什麼,腦機介面的熱度往往先出現在醫院,而不是消費市場。在醫療領域,技術是否成熟,取決於它是否開始改變醫生與患者的決策行為,而不是是否大規模收費。從這個角度看,資本市場的反應其實是滯後的。當門診開始擁擠,意味著潛在需求已經被重新喚醒。而當需求被喚醒,市場才會反過來追問:誰有能力把這項高度前沿的技術,真正變成合規、可複製、可規模化的醫療產品?這,或許就是腦機介面站上風口的根本原因。三真實需求正在爆發。真正讓這個領域走到大眾視野前的,是現實世界中的醫療需求。在2025年下半年,僅78天內,有32名頸部脊髓損傷患者在全國11家醫院接受了NEO系統植入試驗,累計安全植入接近5000天,且沒有出現器械相關不良反應。很多患者術後實現了明顯功能改善。這個意義到底有多大?你可以這樣理解:對於那些“脊髓受損、失去行動能力”的人來說,這種改變不是輕度改善,而是以往認為無法恢復的神經功能出現實質性進步。這在過去十多年是無法想像的。過去傳統康複方法最多緩解症狀,而博睿康這種“腦訊號直接轉化為肢體動作控制”的機制,則是直接介入神經回路層面。不只是康復疾病,腦機介面還潛藏更大的需求空間。每年因中風導致半身不遂的患者數以百萬計,傳統康復周期長且效果不一。ALS與漸凍症,這類患者語言與肢體逐漸喪失功能,借助腦機介面,他們能重新實現意圖表達。老年痴呆與認知障礙,早期實驗已顯示腦訊號反饋可以輔助認知訓練。換句話說,這不再是“大神才用的高科技”,而是真正滲透到普通人健康需求的領域。資本市場的反應,也證實了這一點。2026年開年腦機介面概念股類股暴漲並非巧合,而是市場開始識別“真實臨床需求+技術有根”的價值底層邏輯。當然,我們也不能單向樂觀,有幾個核心隱憂還值得認真思考。事實上,雖然已經取得臨床試驗的初步成果,但在醫療器械領域,從試驗到正式大規模應用,並不是一條直線。任何一個環節的臨床不確定性、監管標準的提升、或者突發不良事件,都有可能讓時間表延後。這對於資本市場來說,是一條隱性風險。對於患者和醫療保險體系來說,植入式裝置的成本究竟是多少?支付能力到底在那裡?如果最終售價偏高,這個技術可能變成“少數人能””的高端產品,而非真正規模化落地。 (投資家)
腦機介面的下個百年:機器比你自己更懂你
隨著神經工程與訊號處理技術的發展,人腦與外部裝置的直接連接正在從科幻走向現實。在神經活動與數字系統間建立通訊通路的腦機介面(BCI)技術,不僅應用於醫療輔助與軀體功能重建,更引發了關於感知、意識及控制方式的全新探討。自1924年首次記錄人類腦電波活動以來,人類對大腦的探索已走過百年曆程。無論是腦電技術的探索,還是腦機介面的應用,技術躍進的背後都暗藏著對文化的思考和追問。作為科學與文化的碰撞,人腦的百年“進化”正在倒逼我們重新審視“大腦”和“思維”的作用。2025年底,清華大學科學博物館主辦了“科博文化周”活動“介面中的我:腦機介面與意識的未來”,聚焦腦機介面技術在科學、藝術與認知領域的交叉探索。清華大學長聘教授、中國神經工程及腦機介面學科的主要建立者高小榕作《腦電百年與腦機介面》報告,《中國科學報》記者趙宇彤根據報告內容整理如下。高小榕。科學與文化的交匯腦機介面是人機互動的特殊形態,可以直接從大腦提取訊號控制外部裝置,替代、恢復、補充或改善大腦的功能。而腦電技術則是腦機介面最核心、最主流的訊號採集與處理基礎。1924年,德國精神病學家漢斯·伯傑首次記錄了人腦的能量活動,這種能量活動後來被命名為腦電波。那張腦電波記錄圖也成為人類歷史上第一張腦電圖。人類歷史上首個腦電波記錄圖。受訪者供圖實際上,漢斯·伯傑的研究動機源自一個看似“靈異”的事件。漢斯·伯傑是個富二代,非常聰明,大學時攻讀當時“最牛”的專業天體物理學。德國的大學生需要軍訓,他在行軍途中受傷,住院後意外接到家人的慰問電報。原來是他妹妹出現“心靈感應”,晚上做夢時“感應”到哥哥受傷了。漢斯·伯傑聯想到他13歲在巴西旅遊時,曾被電鰻電到的經歷,就琢磨是不是自己和妹妹的腦子裡有跟電鰻一樣的通訊工具,能實現電訊號的傳輸?於是,他轉專業去學醫學,研究腦電問題。在一次對17歲少年的神經外科手術中,漢斯·伯傑終於捕捉到了腦電圖的雛形。然而,記錄的圖片十分粗糙。他又在自己和兒子身上進行多次實驗,才得到這張來之不易的腦電圖。1929年5月,關於腦電圖的第一篇論文《人類腦電圖的使用》出爐,發表於《精神病學檔案》。這篇論文報導了1924年記錄的腦電圖波形,上方描記為腦電訊號,下方為10Hz定時訊號,每次受試者閉眼時都會出現10Hz的訊號,可以看出有很強的周期性α(阿爾法)波成分。正是基於這首張腦電圖,1938年,美國神經學家赫伯特·賈斯珀在寄給漢斯·伯傑的聖誕賀卡中,暢想了從腦電波中解碼出語言的可能性。這被認為是對腦機介面的早期科幻式的描繪。其實,腦電技術的萌芽,乃至人類的發展都離不開科學與文化。這裡的科學指的是生物層面的探索,文化則是社會層面的觀察。而在19世紀20年代,有關科學與文化的爭論正如火如荼地開展。1922年,愛因斯坦與亨利·柏格森開啟了一場“時間”之爭。時間究竟是客觀存在,還是人類的幻覺?愛因斯坦認為,只存在一種物理時間,且時間與空間相互關聯、相互影響,它們共同構成宇宙的基本結構。而在柏格森看來,物理時間之外尚存在哲學時間,他在《創造進化論》《時間與自由意志》中多次舉例,假設想要調製一杯糖水,不管再怎麼著急也沒用,必須等待砂糖在水中溶解,而不管是一杯水,還是一片大洋,糖塊擴散的速度是相等的,這揭示了時間與空間的根本異質性:時空是兩種根本不同的存在形式,不能相互還原。1923年,東方也上演了一場科學與文化的碰撞,即“科玄論戰”。以梁啟超為代表的玄學派和以胡適為代表的科學派,圍繞“科學的邊界是什麼”的話題開展熱烈討論,促進了當時學者對科學與文化之關係的深入思考。不難看出,科學和文化共同構成了人類發展的堅實基礎,儘管二者基本遵循兩條不同的路徑,但其中一定存在交匯點。恰好,腦電技術就是其中之一。腦電百年的三件“大事”儘管1924年漢斯·伯傑就已經首次記錄了人類腦部的能量活動,但對當時大多數人而言,腦電波仍然是一個陌生的領域。直到1934年,美國神經科學家赫伯特·H·費希爾和亞伯拉罕·洛溫巴克首次在癲癇患者腦電圖中發現特徵性棘波,這是腦電圖研究的第一件大事。1935年,美國科學家弗雷德里克·A·吉布斯、霍洛韋爾·戴維斯和威廉·G·倫諾克斯描述了3Hz棘慢復合波,成為癲癇診斷的金標準,開創了臨床腦電圖新領域。腦電技術的發展對文化有極大的促進作用,過去人們大多認為,癲癇發作是“魔鬼附身”,而腦電技術則證實,那實際上是大腦活動存在異常。1936年,全球首個腦電圖實驗室在美國波士頓的麻省總醫院成立,這是腦電圖從科學研究邁向臨床應用的關鍵里程碑。又經過近20年的發展,1953年,腦電圖幫助人類發現並明確了快速眼動睡眠期的存在。其實,快速眼動睡眠就是做夢,人類在做夢時腦電波會有相應變化。過去,我們只能知道一個人是否處於睡眠狀態,但對方有沒有做夢無法確定。人是一定會做夢的。而借助腦電圖的監測,我們發現了睡眠周期和不同睡眠階段的特徵性腦波。比如,慢波睡眠大概1小時,快速眼動睡眠約半小時。整夜會經歷4~6個睡眠周期。但不同人群的睡眠情況不一樣。事實上,做夢的時候思維能力是白天的1.5倍。儘管從理論上看,夢境是可以被誘導的,在睡夢中播放英語單詞,記憶的效果會更好,但由於睡眠狀態下沒有主觀判斷能力,因此這也存在倫理的爭議。但無論如何,睡眠研究是腦電圖應用的第二件大事。彼時,中國也開始了對腦電技術的探索。1955年,中國癲癇和腦電圖學的創始人、北京協和醫院的馮應琨教授建立了全國首個臨床腦電圖實驗室,1957年舉辦了全國首屆腦電培訓班,後來他又編寫了《腦電圖學》和《腦電圖圖譜》等圖書資料,並在全國推廣。在腦電技術的發展脈絡上,儘管東西方都開始了摸索,但始終沒有統一的規範。直到1958年,國際臨床神經生理學聯合會制定了國際10~20電極系統,這是一種國際公認的方法,共包含21個電極,用於在腦電圖檢查或腦電研究中描述和應用頭皮電極的位置。相當於在大腦中劃出經緯線,對不同腦區進行規範化的區分。又經過30年的發展,科學家發現了α腦電波。這是大腦產生的四種基礎腦電波之一,通常在清醒閉目、身體放鬆且大腦活躍時出現。1988年,科學家第一次使用α腦電波控制機器人。機器人會根據受試者的α腦電波活動,沿著一條直線行走或停止。受試者放鬆、閉上眼睛時,α腦電波活動增加,機器人就會行走;而睜開眼睛後,機器人就會停止。縱觀腦電技術的百年曆程,癲癇診斷、睡眠研究、機器人控制是三件繞不開的“大事”,而最後一件“大事”,也就是我們今天所說的腦機介面。腦機介面:從科幻到現實腦機介面的發展離不開“三駕馬車”:腦資訊採集、電腦科學及訊號分析技術、神經科學等學科的相互影響。當歷史的車輪來到1973年,美國電腦科學家雅克·維達爾正式提出了腦機介面的概念與設想。1988年,美國科學家勞倫斯·法韋爾和伊曼紐爾·唐欽首次使用腦電ERP(事件相關電位)中的P300成分,通過行列閃爍編碼範式設計了第一套P300 speller系統,產生了P300-BCI範式。1991年,美國科學家喬納森·沃爾帕訓練使用者自我調節mu節律(腦電圖中一種典型的正常變異波形)的幅值,通過mu節律幅值的變化實現游標的一維控制;1993年,奧地利科學家格特·普弗策勒等人建構了基於感覺運動節律的事件相關去同步(ERD)電位、事件相關同步化(ERS)電位的腦機介面系統,在運動任務和運動想像中發揮重要作用。近年來,基於穩態視覺誘發電位的腦機介面,由於其高資訊傳輸率、零訓練和低腦機介面盲率,可以幫助包括漸凍症患者在內的人群實現便捷打字,受到了越來越多的關注。事實上,這項探索在1999年就開始了。當時,德國圖賓根大學的神經學者尼爾斯·比爾鮑默等利用慢皮層電位幅度變化控制游標一維運動。這是第一次在病人身上做腦機介面實驗,花了1天多時間,病人打出了1條完整的資訊。同年,清華大學團隊開發了四目標SSVEP(穩態視覺誘發電位)腦機介面,並將其用於控制游標移動。為什麼我們能這麼早取得這一成果?實際上,1995年,我們曾接過一個項目,航天員在上天完成任務之前,都需要進行太空環境適應訓練。訓練時使用最多的機器是離心機,由於其具有高強度的重力加速度,受訓人在訓練時通常來不及喊停就會陷入眩暈。我們的工作就是在離心機實驗環境中,檢測受訓人的大腦意識狀態,通過腦機介面系統判斷受訓人是否清醒。這也是中國第一個腦機介面實驗。目前,腦機介面形式分為侵入式、半侵入式和非侵入式3種,其中非侵入式研究佔比超80%,但侵入式研究採集的神經元訊號最強。腦電訊號採集裝置從20世紀三四十年代的真空管放大器,逐步發展為便攜、可穿戴、無線通訊的隱秘穿戴裝置。從功能上看,主要是康復和替代兩類。現在大家對這兩種類型有些混淆,比如利用機械臂完成喝水動作,其實是替代功能,而只用自己的肌肉來做這一動作,才是康復。目前,腦機介面可實現打字(T)、寫字(W)和說話(S)三大類人機互動(TWS),侵入式和半侵入式腦機介面均能實現TWS三項功能。現在,出現了更多腦機介面的應用嘗試。比如,“北腦一號”柔性高通量半侵入式無線全植入腦機介面,128通道同時實現資訊採集。2023年5月,《自然》發佈的一項最新研究指出,一種“腦-脊髓介面BSI”技術——由一個植入的記錄和刺激系統組成,能連接大腦和參與行走的脊髓區域。為了促進國內外腦機介面的學術交流,自1999年首屆國際腦機介面會議舉辦以來,我們連續參加了第二、三屆會議,並作學術報告。此外,2010年起,我們團隊承辦了3屆中國腦機介面比賽,主辦了9屆世界機器人大賽-BCI腦控機器人大賽。展望下一個百年儘管腦電技術和腦機介面已取得顯著成果,但神經振盪究竟是大腦中的副產物,還是核心運行機制?圍繞腦電的起源機制,科學家們仍未形成共識。在第一個百年間,我們已經利用腦電圖實現癲癇、睡眠、腦機介面的研究,我認為面向下一個百年,泛在腦狀態、逆圖靈測試、夢境解讀應當成為研究的重點。首先,泛在腦狀態是什麼意思?過去沒有腦電技術時,人們只能判斷睡眠和清醒兩種腦狀態,其他狀態無法通過觀察得知。而有了腦電技術後,不僅睡眠可細分為幾個具體階段,白天的睏乏、疲勞、情緒等狀態也能被識別。因為除了清醒和睡眠狀態,我們的大腦還存在多種狀態,如疲勞、高興、憤怒等,通過腦電圖或腦機介面技術,我們可以解讀這些資訊。目前已能區分約8個核心腦狀態。未來百年,腦狀態的識別數量有望提升至64個甚至更多。到時候,機器能比人自身更早感知細微狀態的變化。比如人尚未反應過來是否喜歡一張照片,機器已能精準判斷。這一技術的實際應用價值很高,例如在自動駕駛中,一旦車輛無法控制,誤將控制權交給了處於睡眠狀態的駕駛員,泛在腦狀態技術就能解決這類問題。其次是逆圖靈測試。AI(人工智慧)的發展分為上下半場:上半場以圖靈測試為目標,傳統的圖靈測試是讓人類判斷與之交流的是機器還是人,如果人類無法區分,那麼機器就通過了圖靈測試,如今這一目標已實現;下半場就要以逆圖靈測試為核心,需要讓機器能區分資訊是人類還是AI產生的。因為現在主要資訊由人類產生,未來可能以AI產生的資訊為主,機器智能必須能夠區分人類和其他機器,否則社會秩序可能會受到干擾,像假鈔過多導致社會混亂一樣出現社會問題。最後,夢境解讀也是腦機介面技術的一個重要應用。目前,絕大多數人只能記住最後一個夢,而無法記住整晚的夢境。而通過腦機介面技術,我們未來能夠解讀夢境,甚至讀取記憶,這不僅可以用於記憶恢復,還可以用於測謊等領域。事實上,腦電技術和腦機介面的發展也對我們的教育提出了新的挑戰。傳統“德智體美勞”的教育目標中,原來我們認為“智”最後才能解決,但現在借助AI技術、腦機介面技術有了很大發展。同時,“美育”的重要性更加突出,腦電技術本身就是技術和文化的碰撞,怎樣在技術進步的同時,讓更多人瞭解美、認知美,是我們未來關注的重點。 (中國科學報)