2月19日，上海腦虎科技有限公司展示柔性腦機(jī)接口產(chǎn)品。2月17日至21日，成都市投資促進(jìn)系列活動(dòng)走進(jìn)長三角地區(qū)。上海腦虎科技有限公司作為國內(nèi)侵入式腦機(jī)接口技術(shù)頭部企業(yè)，成為此次考察的重點(diǎn)企業(yè)之一。這家中國硬科技企業(yè)不僅在全球率先實(shí)現(xiàn)漢語語言實(shí)時(shí)解碼突破，未來還將依托成都“產(chǎn)學(xué)研醫(yī)”協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
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名詞解釋
什么是腦機(jī)接口
在科學(xué)技術(shù)部官網(wǎng)發(fā)布的《腦機(jī)接口研究倫理指引》中，將腦機(jī)接口定義為“在大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建信息通道，實(shí)現(xiàn)兩者之間直接信息交互的新型交叉技術(shù)”。
簡單來說，它就像搭建在大腦和外部設(shè)備之間的“橋梁”。大腦產(chǎn)生的電信號(hào)，蘊(yùn)含著想法、動(dòng)作意圖等信息，腦機(jī)接口技術(shù)能夠捕捉這些信號(hào)，轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)指令，用來控制假肢、輪椅等外部設(shè)備；同時(shí)，外部設(shè)備信息也能通過腦機(jī)接口反饋給大腦。
在電影《阿凡達(dá)》里，人類借助特定技術(shù)，將自身意識(shí)與阿凡達(dá)軀體相連，實(shí)現(xiàn)以阿凡達(dá)的身份在新的星球自由行動(dòng)、探索未知。這項(xiàng)特定技術(shù)就是腦機(jī)接口。
隨著科技的飛速發(fā)展，腦機(jī)接口不再只是科幻片里的奇妙構(gòu)想。在現(xiàn)實(shí)科研領(lǐng)域，科學(xué)家們不斷突破，讓腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療、康復(fù)、人機(jī)交互等方面展現(xiàn)出巨大潛力。
今年以來，國內(nèi)腦機(jī)接口領(lǐng)域政策暖風(fēng)頻吹，意在加快腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
本期，中國城市報(bào)記者采訪多位業(yè)內(nèi)人士，了解腦機(jī)接口的科學(xué)原理、最新進(jìn)展，探究它將如何影響現(xiàn)在與未來。
戴上“頭盔”
感受大腦神奇變化
身為腦力工作者的劉麗（化名），前陣子入手了一款形似頭盔的高科技設(shè)備。“戴上‘頭盔’，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，腦袋上酥麻感瞬間襲來，仿佛有細(xì)微電流輕輕掠過。”這一嘗試，開啟了她探索前沿科技的新旅程。“18分鐘使用結(jié)束，設(shè)備還自動(dòng)檢測了腦電數(shù)據(jù)。”
如此奇妙感受源于經(jīng)顱電刺激技術(shù)。曾于耶魯大學(xué)完成精神醫(yī)學(xué)博士后研究的般意科技創(chuàng)始人姚乃琳在接受中國城市報(bào)記者采訪時(shí)表示，用深度經(jīng)顱電刺激促進(jìn)大腦神經(jīng)可塑性，基于赫布原則“共同放電的神經(jīng)元生長在一起”，幫助提升和神經(jīng)可塑性有關(guān)的學(xué)習(xí)能力、認(rèn)識(shí)能力及情緒睡眠管理能力。
劉麗使用這款“頭盔”已有一段時(shí)間。她向中國城市報(bào)記者表示，堅(jiān)持使用后，感覺頭腦愈發(fā)清晰，執(zhí)行力和理解力都得到了提升。
劉麗使用的這款設(shè)備，屬于非侵入式腦機(jī)接口，是腦機(jī)接口技術(shù)的一種類型。
目前市面上，腦機(jī)接口的技術(shù)路徑主要包括侵入式和非侵入式。程天科技創(chuàng)始人王天在接受中國城市報(bào)記者采訪時(shí)解釋說：“非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)通過外部設(shè)備（如電極、傳感器等）直接測量人體的電信號(hào)，并將這些信號(hào)傳遞給大腦；而侵入式腦機(jī)接口技術(shù)是通過植入人工神經(jīng)元或直接連接到神經(jīng)系統(tǒng)來接收和處理電信號(hào)。”
中國城市報(bào)記者查看相關(guān)平臺(tái)發(fā)現(xiàn)，如今市面上可供消費(fèi)者使用的多為非侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品，價(jià)格因版本不同，在幾百元到幾千元不等。
“受技術(shù)、安全及倫理等因素影響，目前腦機(jī)接口產(chǎn)品還是以非侵入式為主，也是目前的主流研究方向，占市場的八成以上，主要應(yīng)用于教育、娛樂、智能家居等消費(fèi)級(jí)場景及醫(yī)療康復(fù)場景。”CIC灼識(shí)咨詢執(zhí)行董事董曉雅在接受中國城市報(bào)記者采訪時(shí)表示，侵入式則在臨床醫(yī)療領(lǐng)域有明確需求，主要用于治療難治性神經(jīng)疾病等，目前主要在三甲醫(yī)院和科研機(jī)構(gòu)試點(diǎn)應(yīng)用。
政策東風(fēng)起
產(chǎn)業(yè)騰飛時(shí)
2024年1月，全球首例人類大腦設(shè)備植入手術(shù)取得成功，標(biāo)志著腦機(jī)接口技術(shù)從理論研究邁向了實(shí)際應(yīng)用的新階段。
在技術(shù)突破的同時(shí)，政策也為腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航。從去年以來，國內(nèi)腦機(jī)接口領(lǐng)域迎來了一系列政策春風(fēng)，意在加快腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
宏觀規(guī)劃上，工業(yè)和信息化部等七部門在2024年初共同發(fā)布了《關(guān)于推動(dòng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》，將腦機(jī)接口明確定義為未來產(chǎn)業(yè)之一，并提出了重點(diǎn)發(fā)展任務(wù)。
在此基礎(chǔ)上，政策標(biāo)準(zhǔn)也在不斷完善。去年2月，科學(xué)技術(shù)部官網(wǎng)發(fā)布了《腦機(jī)接口研究倫理指引》；7月，《工業(yè)和信息化部腦機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)籌建方案》公示，從政策標(biāo)準(zhǔn)層面引導(dǎo)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)規(guī)范化創(chuàng)新發(fā)展。
今年以來，政策層面更是暖風(fēng)頻吹。1月，國家藥監(jiān)局發(fā)布了《采用腦機(jī)接口技術(shù)的醫(yī)療器械 用于人工智能算法的腦電數(shù)據(jù)集質(zhì)量要求與評(píng)價(jià)方法》推薦性醫(yī)療器械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制訂計(jì)劃，并進(jìn)行公示。
在地方層面，京滬兩地也相繼發(fā)布行動(dòng)方案，積極布局腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)。北京計(jì)劃到2030年培育3至5家具有全球影響力的科技領(lǐng)軍企業(yè)、100家左右創(chuàng)新型中小企業(yè)；打造1至2個(gè)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚示范區(qū)，實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口創(chuàng)新產(chǎn)品在醫(yī)療、康養(yǎng)、工業(yè)、教育等領(lǐng)域的規(guī)模化商用等目標(biāo)。上海計(jì)劃到2030年前，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量控腦，腦機(jī)接口產(chǎn)品全面實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用，打造全球腦機(jī)接口產(chǎn)品創(chuàng)新高地，產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自主可控等目標(biāo)。
“我國腦機(jī)接口行業(yè)雖處于萌芽期，但這些年得到了國家的大力支持和資源傾斜，讓我們這些真正有技術(shù)做實(shí)事的企業(yè)更有動(dòng)力去發(fā)展。”姚乃琳說。
董曉雅認(rèn)為，在市場與政策的雙重驅(qū)動(dòng)下，我國的腦機(jī)接口行業(yè)正處于從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的過渡期。政策支持下，腦機(jī)接口技術(shù)在這些領(lǐng)域的應(yīng)用落地不僅能夠在單一場景中發(fā)揮重要作用，也有望與其他技術(shù)結(jié)合，形成進(jìn)一步創(chuàng)新應(yīng)用。“以醫(yī)療領(lǐng)域?yàn)槔X機(jī)接口技術(shù)不僅能夠?yàn)樯窠?jīng)退行性疾病和精神疾病等提供有效的治療方案，也有望在未來與基因編輯等前沿醫(yī)療技術(shù)相結(jié)合，針對(duì)患者開發(fā)出更加針對(duì)性的治療方案。”
應(yīng)用場景不斷拓寬
中國城市報(bào)記者注意到，腦機(jī)接口技術(shù)正快速在醫(yī)療和更多領(lǐng)域拓展，不斷突破邊界，展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
去年12月，上海華山醫(yī)院完成了上海首例、國內(nèi)第三例腦機(jī)接口植入。術(shù)后1個(gè)月，患者已經(jīng)可以在氣囊手套輔助下順利舉起杯子喝水。
在醫(yī)療康復(fù)方面，清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了可放置在大腦感覺運(yùn)動(dòng)皮層上的無線、小侵入性腦機(jī)接口系統(tǒng)，幫助脊髓損傷的癱瘓患者恢復(fù)手部運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)控制光標(biāo)、操控輪椅、自主喝水等運(yùn)動(dòng)。
技術(shù)突破的同時(shí)，資本也敏銳地捕捉到了腦機(jī)接口的巨大潛力。2月10日，上海階梯醫(yī)療科技有限公司在其官方微信公眾號(hào)宣布，已于近日完成3.5億元B輪融資。該筆融資是中國植入式腦機(jī)接口行業(yè)目前公開的最大一筆融資。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025年腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)藍(lán)皮書——未來將至，打造人機(jī)交互新范式》（以下簡稱藍(lán)皮書）顯示，從下游應(yīng)用結(jié)構(gòu)來看，目前全國腦機(jī)接口下游應(yīng)用解決方案企業(yè)中，醫(yī)療領(lǐng)域占比達(dá)到56%。
針對(duì)未來還可能出現(xiàn)哪些具有市場潛力的產(chǎn)品和服務(wù)這一問題，王天認(rèn)為，腦機(jī)接口可以通過增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)來推動(dòng)教育變革，如通過語音識(shí)別輔助教學(xué)工具，開發(fā)能夠通過語音輸入功能提供實(shí)時(shí)知識(shí)講解和練習(xí)的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)；利用腦機(jī)接口為學(xué)生和教師提供圖像處理、標(biāo)注和分析軟件，幫助他們更直觀地理解復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)。“結(jié)合AI和腦機(jī)接口技術(shù)，設(shè)計(jì)出能夠根據(jù)用戶的學(xué)習(xí)特點(diǎn)推薦課程的智能學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)等應(yīng)用。”王天說。
實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)效發(fā)展
還需邁過多少道坎
盡管腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，潛力巨大，但業(yè)內(nèi)表示，當(dāng)前行業(yè)發(fā)展也面臨諸多難題。
技術(shù)鏈方面，藍(lán)皮書認(rèn)為，腦機(jī)接口技術(shù)主要是通過電極采集腦電信號(hào)，再借由理解算法分析解讀意圖并實(shí)時(shí)反饋給對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備。而由于腦電信號(hào)較為微弱且大腦活動(dòng)非常復(fù)雜，因此“如何聽到腦”和“如何理解腦”是現(xiàn)階段腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展現(xiàn)階段面臨的核心難點(diǎn)。
人才鏈方面，中國城市報(bào)記者了解到，目前天津大學(xué)開設(shè)了全國首個(gè)腦機(jī)接口專業(yè)方向并正式招生。但天津大學(xué)副校長明東也撰文表示：“我們也要清晰地認(rèn)識(shí)到，目前我國腦機(jī)接口企業(yè)缺乏健全的技術(shù)鏈、完整的人才鏈，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)化能力較弱，從實(shí)驗(yàn)到日常實(shí)踐還有很長的路要走。”
資金鏈方面，有消息稱，初步估算，腦機(jī)接口單一產(chǎn)品的投入至少需要達(dá)到數(shù)億元人民幣，投資回收期需要至少3年以上。高昂的投入成本也成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大阻礙。
王天對(duì)此回應(yīng)說：“我國腦機(jī)接口產(chǎn)品的研發(fā)和技術(shù)應(yīng)用成本較高，但隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的增長，投資回報(bào)率也會(huì)持續(xù)提高。不過，實(shí)際的投資回收期可能在合理范圍內(nèi)（例如3至5年）。然而，高昂的成本確實(shí)可能成為部分企業(yè)的阻礙，這同時(shí)也取決于行業(yè)競爭水平和技術(shù)進(jìn)展。”
公眾接受度也是制約行業(yè)發(fā)展的重要因素。“很多人初次接觸腦機(jī)接口概念，對(duì)于大腦運(yùn)作原理一無所知。部分人長期不良的用腦習(xí)慣，如熬夜、焦慮、長時(shí)間刷手機(jī)，導(dǎo)致大腦內(nèi)部嚴(yán)重失衡，仍依賴一些錯(cuò)誤方式進(jìn)行自我 ‘治療’，卻不知道神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)重失衡的大腦，需要科學(xué)的物理干預(yù)。”姚乃琳說。
此外，倫理困境也被社會(huì)各界廣泛關(guān)注。有學(xué)者建議，從促進(jìn)腦機(jī)接口技術(shù)良性發(fā)展的角度出發(fā)，嚴(yán)格區(qū)分不同腦機(jī)接口技術(shù)的類型，建立分類管理機(jī)制。
《中國城市報(bào)》（2025年02月24日第05版）
