“腦機介面”頻頻上新 離日常生活還有多遠

神工-神行系統。天津大學供圖

　　北腦二號。北京腦科學與類腦研究所供圖

　　當人工智慧還在不斷挑戰人們對未來科技發展的想像力，當元宇宙概念持續火熱、引領科技新潮時，腦機介面技術正逐漸從實驗室走向市場，産業化進程不斷加速，有望成為連接現實與虛擬世界的關鍵橋梁。

　　6月20日，2024世界智慧産業博覽會在天津開幕，會議期間，腦-機介面未來産業創新發展主題活動舉行。這場活動不僅集中發佈了多項腦機介面領域的創新成果，還邀請了百餘名政企學研代表，圍繞加速腦機介面技術多場景商業落地展開討論。

　　其中，天津大學、腦機交互與人機共融海河實驗室、中國電子等單位，集中發佈了“雲腦”醫學大模型、“片上腦-機介面”智慧交互系統以及“神工-神行”混合驅動虛擬現實步行系統等多項腦機介面領域階段性成果。

　　“腦機介面”技術成果頻頻上新，離日常生活應用還有多遠？假肢控制、記憶改善、神經系統疾病治療、虛擬現實遊戲……不久後的一天，人們或將面臨一個全新交互方式的未來。

　　或將取代手機

　　腦機介面技術是在大腦與外部設備之間創建資訊通道，通過採集和解碼中樞神經活動進行意圖識別和輸出，操控外部裝置並接收反饋資訊，構成閉環的人機交互系統。目前，該技術主要應用於人體機能障礙的補償與修復，以及人類行為能力的增強。

　　儘管當前這項技術大多處於實驗研究階段，其臨床應用缺乏系統性的驗證，然而，對其未來發展的無限可能，已經存在於業內人士的認知中。就在前不久，埃隆·馬斯克高倣號“Not Elon Musk”發文稱：“你會在你的大腦上安裝一個Neuralink(意為神經連接)介面，讓你通過思考來控制你的新X手機嗎？”

　　埃隆·馬斯克本人對此的回應是，“未來將不會再有手機，只有Neuralink。”

　　Neuralink是由埃隆·馬斯克創立的公司，專門研究腦機介面技術。今年1月，馬斯克的腦機介面公司進行了首次大腦晶片植入試驗，利用電流讓電腦和腦細胞互聯，實現“人機交互”。據當地媒體報道，美國食品藥品監督管理局已批准了Neuralink公司將其大腦晶片植入第二位受試者腦內的申請，這項試驗在6月進行。目前已經有1000多名四肢癱瘓的患者願意接受Neuralink的試驗，該公司計劃，到2030年將為超過2.2萬人植入晶片。

　　取代手機？植入越來越多的人類大腦？這不禁讓人思考，腦機介面技術是否將引領人們走向一個前所未有的未來？

　　“腦機交互技術屬於生物與資訊融合領域的人機交互新模式，涵蓋了醫學、數學、物理、化學、電腦、電子、機械、材料、資訊等多學科領域專業知識，具有跨學科深度交叉融合的鮮明特色。”天津大學醫學工程與轉化醫學研究院副院長許敏鵬對中青報·中青網記者説。

　　由天津大學副校長明東教授帶領的神經工程團隊，是目前國內最先從事腦機介面領域研究的團隊之一，長期探索腦機介面技術在不同場景中的應用可能性。截至目前，該團隊研發了神經調控式機械外骨骼系統“神工-神甲”和可穿戴式腦控外肢體手指機器人系統“神工-靈犀指”，後者首次實現了腦控與外肢體機器人系統的可穿戴整合，可為肢體運動與感知功能的補充和增強提供新途徑；團隊研發的混合驅動外骨骼+虛擬現實步行康復系統“神工-神行”，正是這次世界智慧産業博覽會發佈的重要成果之一。該成果搭建虛擬現實沉浸式多康復應用場景，正在多家三甲醫院開展百例級臨床驗證實驗。

　　在4月26日舉行的2024中關村論壇年會“腦機介面創新發展與應用論壇”上，明東也在主旨報告中提到，用於檢測大腦狀態和功能的被動式腦機介面，將在高性能人機系統中得到廣泛應用。

　　“伴隨高通量腦機介面技術的成熟，真正的Cyber-man(賽博人)，或將成為現實。”明東説。據了解，“賽博人”這一概念，是指生命體與非生命體有機融合的智慧形態，它的出現將使得人與機器人的邊界逐漸模糊。

　　腦機介面技術是否會成為解鎖人類潛能的新鑰匙？許敏鵬認為，腦機介面技術存在潛力和可能性，但同時也伴隨著許多複雜的問題和挑戰。

　　“腦機介面技術確實為我們提供了一種全新的方式，來探索和利用大腦的功能。通過直接與大腦進行通信，我們有可能解鎖之前無法觸及的人類潛能，包括提高記憶力、學習能力、運動能力、情緒管理能力等。這種技術也有望為神經系統疾病患者提供新的治療方法，存在為普通人提供超越生物極限的可能性。”許敏鵬説。

　　成果頻頻上新

　　隨著科學家對腦機交互技術的不斷探索與應用轉化，“賽博人”或許正在從一個概念走向現實。

　　正如天津大學校長、中國工程院院士金東寒在世界智慧産業博覽會上所説的那樣，當前，腦機交互技術正在推動神經工程、智慧醫學、生物醫學等交叉學科的重大理論、技術和應用創新，“這將有助於營造更具活力的腦機介面創新業態”。

　　在基礎元件領域，有腦機介面編解碼專用晶片“腦語者”；在航空航太領域，有包括世界首套在軌腦-機交互作業系統平臺在內的設備，已經陸續在神舟十一號、神舟十八號等實現應用；在康復醫療領域，有用於全肢體中風康復的“純意念控制”人工神經機器人系統“神工-神機”；在神經重症領域，神經重症腦積水精確客觀診療系統“神工-神篙”，能將診斷時間從3天縮減為30分鐘……

　　許敏鵬告訴記者，團隊在腦機介面領域的創新技術，將推動人機交互方式由“顯性行為交互”到“隱性意念交互”的變革，促進腦機介面技術在臨床康復、航太醫學及相關領域的産業化進程，提高我國腦機介面領域研究的全球競爭力，助力新一代腦機智慧交互技術的快速發展。

　　近年來，國內外腦機介面領域的最新研究進展接連發佈，産業界也在加快推進該技術的臨床應用和産業化。2023年10月，全球首例無線微創腦機介面臨床試驗在北京宣武醫院成功實施，為一名因車禍造成的四肢癱瘓患者實現了自主喝水等腦控功能；浙江大學、復旦大學、中國科學院深圳先進技術研究院等，也在該領域取得了重要的科研成果。

　　在2024中關村論壇年會上發佈的“北腦二號”智慧腦機系統，是這一領域的重要成果之一。據了解，北京腦科學與類腦研究所聯合北京芯智達神經技術有限公司，成功構建“北腦二號”高性能侵入式智慧腦機系統。其自主研發的高通量柔性微絲電極、大通道數高速神經電信號採集設備，能有效支撐高效運動想像神經編解碼的開發。另外，“北腦二號”在國際上首次實現獼猴對二維運動游標的靈巧腦控——這一突破，為更自然、更靈活的新一代神經假肢的開發等臨床應用奠定了基礎。

　　“腦機技術的發展亟待一個更為高級且全面的設計規劃。具體而言，我們需要深入考量如何有效地整合資源，實現科研、産業界、臨床實踐與監管機構之間的全面協同與融合。這一規劃需從全局出發，統籌兼顧，確保各方資源得到優化配置，從而推動腦機介面技術的持續創新與進步。”北京腦科學與類腦研究所所長羅敏敏對中青報·中青網記者説。

　　在腦機介面創新發展與應用論壇上，腦機介面産業聯盟發佈了《2024腦機介面産業創新十大案例》，應用場景包括情緒的檢測與評估、輔助睡眠、腦創傷患者的治療與康復訓練等。天津大學神經工程團隊參與的“神工”系列成果也在其中。

　　“交叉學科協同創新將加速腦機介面等技術形成‘新質生産力’，有助於促進産業升級和社會發展，對醫療、教育、娛樂、軍事等多個領域産生深遠影響，為社會帶來更多的福祉。”許敏鵬説。

　　他同時也提到，腦機介面技術帶來了一系列倫理、法律和社會問題。

　　“如果這種技術被用於提高智力或體能，那麼社會不平等可能會加劇。此外，我們還必須考慮如何保護個人的隱私和自由，避免技術被濫用或誤用。最後，技術本身也面臨著許多挑戰。例如如何確保腦機介面的安全性和穩定性，如何避免對大腦造成損害，以及如何解決現有技術瓶頸等。”許敏鵬説。

　　臨床研究有了共識

　　在許敏鵬看來，技術發展的同時，要充分考慮並解決倫理、法律和社會問題，確保技術的安全和公正使用，只有這樣，才能充分發揮腦機介面技術的潛力，推動人類社會進步。

　　“在開展研究前，研究者必須提交詳細的倫理審查申請，確保研究符合倫理標準和規定。在研究過程中，研究者應嚴格遵守倫理準則，尊重受試者的知情權和選擇權，並採取一切必要措施，確保受試者在研究過程中的安全，包括嚴格的手術操作、設備監測和應急處理方案。在研究結束後，研究者應對受試者進行長期的隨訪和評估，確保他們的健康和權益得到持續地關注和保護。”許敏鵬詳細向記者解釋。

　　他還提到，受試者的個人資訊和實驗數據也應得到嚴格保護，“防止任何形式的泄漏和濫用”。研究者也要保持科學研究的嚴謹性，確保實驗設計合理、數據收集準確、分析過程嚴謹，並對實驗結果進行客觀、公正的解讀，並避免任何形式的學術不端行為。

　　作為一項在大腦與外部設備之間建立連接的新型交叉技術，腦機介面既是國際上競相發展的科技前沿技術，與此同時，也是讓研究者與大眾都不得不謹慎對待的技術。

　　“對待腦機介面技術，一方面要有政府監管，保證倫理保證安全，另一方面也需要保證開創性和一定的靈活度。任何突破性的療法，最擔心的是被濫用，因此，嚴格的監管是必要的。在監管之下，要鼓勵創新。”羅敏敏對中青報·中青網記者説。

　　2024年年初，由清華大學醫學院教授洪波團隊和首都醫科大學宣武醫院院長趙國光、主任醫師單永治團隊合作的全球首例無線微創腦機介面臨床試驗成果發佈。腦機介面創新發展與應用論壇期間，趙國光在談到腦機介面診療面臨的挑戰時，列出了“侵入性與安全倫理及隱私問題”。

　　在論壇上，神經外科醫學家、中國科學院院士趙繼宗發佈了《神經系統疾病腦機介面臨床研究實施與管理的中國專家共識》。他提到，2024年3月，中華醫學會神經外科分會在年會期間組織了50余名神經外科醫生，進行了關於中國腦機介面臨床醫學研究共識的討論。形成共識，一是為了讓研究者能夠“更好地投入我國腦機介面整個研發中”，二是為了保護病人的利益，使臨床研究最後落地這部分能夠“更加安全科學，保證研究全過程正常實施”。

　　共識提出“不傷害、尊重自主、隱私保護、透明公開、公平公正的倫理原則”，以促進腦機介面臨床研究“符合倫理規範”；共識還專門提到，“臨床研究應確保的主要目標為患者功能改善，而非正常人群的功能增強”。

　　“這在推動我國腦機介面的臨床應用，特別是植入型腦機介面技術的臨床應用方面，將發揮重要的作用。”趙繼宗説。

　　正如工業和資訊化部黨組成員謝遠生在“腦機介面創新發展與應用論壇”致辭中所説，隨著腦機介面技術的不斷“上新”，要健全腦機介面法制監管體系，堅持促進創新與防範風險相統一，完善多方參與、協同控制、高效互動的治理模式。從制度建設、標準規範、立法研究等方面，健全完善行業統一政策，在保證技術進一步發展的同時，加強統一監管和倫理指引，確保腦機介面技術的安全應用。

　　“希望大家以此為契機，進一步加深腦機介面領域的國內外交流合作，共同推動産業健康發展，實現共治共用共贏。”謝遠生説。