中国脑机接口领域迎新突破，35 岁高位截瘫患者，可以用意念控制电脑光标，哪些信息值得关注？

人工智能芯片直连大脑，“脑机接口”大突破

近日，我国首例“脑机接口”反应性闭环神经刺激系统植入手术顺利完成。该系统的植入，意味着我国具备自主知识产权的“脑机接口”高新技术产品已经走到了全方位临床使用前的最后一步。
据悉，闭环反应性神经刺激系统为“脑机接口”在临床领域的重要应用， 该技术通过将人工智能芯片植入颅骨，颅内电极植入脑内，昼夜无间断监测脑电节律，一旦预测到即将发生的癫痫就会启动外源性干扰节律，直接阻断致痫灶内的癫痫形成。
赛博朋克技术的又一次实现
对未来 科技 感兴趣的朋友应该对《赛博朋克2077》 游戏 不陌生，在 游戏 中，你可以体验到不同的“黑 科技 “带来的新鲜刺激感，例如机器人、AR、VR、仿生人、记忆移植技术、智能追踪武器等。而作为其中代表性的技术之一，仿生人技术与此次的脑机接口就有异曲同工之处。
仿生人 是将机械与人进行结合，人可以通过机械获得更好的能力，通过“读取”大脑的基本指令实现对机械的控制。
而脑机接口则要求我们不仅需要读取大脑中的信息，还需要可以“写入”，即除了能够感知信息之外，还要能做出反应。作为是一种用户界面，用户可通过计算机读取脑中的信息，经过计算处理，让信号转化为相关的反馈指令，计算机可以接受大脑传来的命令，或者也可以发送信号到大脑。
正如新闻所提到的，脑机接口不仅可以做到检测危险信号，同时还能对其进行干扰和阻止，从而防止危险行为发生。医疗领域有了脑机接口技术，更多的患者即将获得重生的希望。
脑机接口技术的发展历程
据悉， 脑机接口的形式，可按照在大脑中的采集位置分为非侵入、半侵入式和侵入式三种。 他们之间最大的区别是，是否对大脑采用有创口的手术方式来获取神经元信息。其中，非侵入式模式仅作用于头皮；而半侵入式则将设备植入头皮和大脑皮层之间；侵入式则完全植入大脑皮层。
脑机接口技术看似很科幻，其实早在20世纪，人们就已经开始对其进行研究了。
在20世纪70年代，人类第一次对面向运动功能的脑机接口进行研究，并证实了猴可以在闭环的操作性条件作用后快速学会并可以自由地控制初级运动皮层中单个神经元的放电频率。不过该阶段大多都是对动物进行研究，直到20世纪90年代，面向运动的脑机接口有了迅速的发展，人们可以通过技术实时捕捉神经信号，并控制外部设备。
得益于多年来对动物进行的实验基础，脑机接口技术逐渐应用到人体，早期的植入设备例如人工耳蜗等可以帮助用于恢复损伤的听觉、肢体运动能力和视觉等。
最令人印象深刻的是，在2014年巴西世界杯开幕式上，高位截瘫青年Juliano Pinto通过脑机接口技术逐渐恢复下肢运动功能，同时利用人工外骨骼技术驱动外骨骼机器人行走，从而实现开球。
在我国，浙江大学也曾在2020年完成了国内首例植入式脑机接口临床转化研究，患者可以利用大脑皮层信号精准控制外部机械臂与机械手，实现三维空间的运动。
近年来，随着脑机接口技术的不断发展，众多企业也开始在脑机接口领域布局。
说到脑机接口，马斯克投资成立的神经 科技 公司Neruallink公司可以算是该领域的代表企业了。Neuralink曾给实验猪的大脑表层植入过芯片，然后将猪的大脑运动无线传输到电脑上观察。他们还曾在猴子的手臂和手上植入了同一枚芯片，让猴子可以用意念控制光标移动，接住 游戏 里移动的乒乓球。
在对人体的“侵入式”脑机接口研究中，马斯克的Neuralink公司提供了更安全的方法，它让开颅的尺寸缩小到只有硬币大小，从而减少对大脑的创伤。
除了国外的 科技 公司，近年来，国内也出现了一批以脑机接口为主营业务的高 科技 企业，例如研究侵入式脑机接口方向的创立于2011年的博睿康 Neuracle公司，2016年创立的科斗脑机 科技 公司、2019年创立的宁矩 NeuraMatrix和优脑银河 Neural Galaxy，以及2021年创立的脑虎 科技 NeuroXess 等。利用脑机接口、人工智能等技术，为医疗、 娱乐 、生产等领域提供技术支持。
结尾
纵观脑机接口技术发展的几十年间，人类对脑机接口的研究从动物到人体，从微创到无创，从医疗领域到生活其他各领域，给人们的生活带来便利的同时，也存有一些担忧。毕竟脑机接口里植入的芯片，它不会有像人类一样的 情感 变化，在面对决定时只有算法决定下的执行，不会出现犹豫的情况。而人类是有 情感 的，一时的危险性意识行为可能只是想想而已，并未想要付诸行动。如果搭载了脑机接口可能就会直接执行该行为，给 社会 安全带来威胁。
参考资料：

A股：未来至少翻10倍的“脑机接口”第一龙头，仅这6只！（名单）

近期，脑机接口领域技术取得新突破，脑机接口市场规模预计到2030年将达到56.92亿美元，年复合增长率为15.61%，市场潜力巨大。国内方面，首都医科大学附属北京天坛医院神经外科贾旺教授团队联合清华大学洪波教授团队，成功利用微创脑机接口技术帮助高位截瘫患者实现意念控制光标移动。创新医疗、岩山科技、世纪华通、国际医学、力合科创、怡亚通等公司都在脑机接口领域有所涉足。创新医疗通过参股方式间接介入该技术领域；岩山科技子公司致力于大脑状态解析和疾病诊断；世纪华通与浙江大学共建研究中心，聚焦新兴领域；国际医学旗下医疗机构开展脑机接口专项课题研究；力合科创投资孵化了深圳微灵医疗科技有限公司；怡亚通母婴孵化的直属品牌EA's-focus是首个实施产业生态圈的创新型平台品牌。以上公司布局脑机接口领域，市场前景广阔。

脑机接口为什么值得关注？

“意念手写”不再是科幻中的桥段。《自然》杂志日前发布的一篇封面文章显示，国外有研究团队通过“意念书写”脑机接口，可实现让受试者将脑中想象的“笔迹”转为屏幕文本，准确率超99%，而且受试者可达到每分钟输入90个字符的速度。一时间，关于脑机接口的讨论又热闹起来。

相比地球上其他生物，人最强的是大脑，肌体反而较弱。脑机接口，是大脑和外部设备之间创建的直接连接通路，它既是神经修复最有效的工具，是目前能完全解决瘫痪、中风、帕金森等患者神经功能受损的有效手段，此外它还是全面解析认识大脑的核心关键技术，是国际脑科学最前沿研究的重要工具。
脑机接口的核心是充分发挥人脑的优势，绕过人体自身器官，大脑直接与外界装备进行高效互动。其核心挑战在于，如何在最低限度损伤大脑和最大限度利用大脑之间达到平衡。相比非植入式脑机接口，植入式脑机接口在神经信号质量和神经调控精度等关键性能上有着天然的优势，不过植入手术对大脑的创伤、植入器件长期在体的安全性等问题仍是当前的研究瓶颈。
脑机接口将如何改变我们的生活？近的说，它能直接修复运动感知功能，帮助高位截瘫、渐冻人、失明病人恢复独立生活和交流能力，回归社会。去年，浙江大学研究团队已实现利用Utah阵列电极实现了高位截瘫患者用意念控制机械臂完成握手、饮水、进食等动作。未来，可发展其成为超越智能手机的脑机接口智能终端，未来的人们得以通过意识操控周围的设备，并赋予超越常人的耐力、速度、精度和效率。
环顾世界，美国国防高级研究计划局（DARPA）、脸书、谷歌、亚马逊等商业巨头都在积极布局脑机接口领域，成果不断涌现，并已形成较高的技术壁垒。当前，中国脑机接口（尤其是植入式脑机接口）的关键器件和高端装备严重依赖进口，国内缺乏原创性脑机接口核心技术，跟踪居多，布局分散、缺乏系统性。近两年，美国对脑机接口进行出口管制，系统级产品及核心器件供应受到不小影响，对中国脑科学研究、神经疾病患者治疗等均产生不同程度的影响。
中国“脑计划”，也即“脑科学与类脑研究”作为“科技创新 2030 重大项目”即将全面启动。随着该计划的推进，脑认知原理解析、认知障碍相关重大脑疾病发病机理与干预技术研究、类脑计算与脑机智能技术及应用、儿童青少年脑智发育研究、技术平台建设等都将取得不小的进展。在这其中，脑机接口作为底层核心技术，关乎中国“脑计划”几乎所有关键内容。
中国的脑机接口研发，面临几大挑战。一是安全性和有效性难以兼得，这一问题的待解限制了脑机接口技术的大范围运用。二是脑机接口的有效带宽，即到底植入多少个电极足以基本涵盖大脑重要活动或满足特定功能需求，仍是一个未知数。三是海量神经信号的处理仍是难题。四是社会普遍关注的脑机安全与伦理风险。
脑机接口作为人与客观世界之间并非无懈可击的中介，也存在被对手入侵甚至接管的风险，这在客观上增加了人的决策的复杂性和不确定性，增加决策风险。此外，脑机接口技术的最终出口必将是应用在人身上，而脑机接口要在人上开展临床试验，根据国家法律法规，必须先过临床伦理，未来的风险也尚未可知。
不夸张地说，脑机接口是下一个生命科学和信息技术交叉融合（BTIT）的主战场，代表了一种新兴的、具有潜在破坏性的技术领域。作为一个系统工程，脑机接口包括软硬多个组件，涉及微电子、神经科学、材料学、机器人、临床医学等多个学科，产学研医交叉融合、环环相扣。
在高端科技中，笔者认为，脑机接口是中国最有可能迎头赶上甚至“直线超车”的领域之一。目前来看，在脑机接口核心器件的设计方面，中国完全不落后于国外，而且其加工只涉及到成熟的半导体工艺，这些核心加工技术均不面临被“卡脖子”的问题和风险。因此，对于中国来说，推进脑机接口未来的发展，主要还是加快推进资源调配等问题，各环节协同合作，研制出全链条自主可控的脑机接口系统，为中国“脑计划”的全面开展和顺利推进提供解决方案。