隨著人工智能、柔性材料、生物傳感器等技術的發(fā)展，腦機接口技術正走向實用化，其應用場景迎來“爆發(fā)”，技術迭代“與時間賽跑”。與此同時，腦機接口學科體系與人才培養(yǎng)機制建設尚有待完善，患者隱私保護與倫理問題也越來越受到關注，人機交互的技術邊界正在模糊。

  AI時代，腦機接口會是人類繼續(xù)進化的開關嗎？

  場景應用或“爆發(fā)”

  在天津大學腦機交互與人機共融海河實驗室（以下簡稱“腦機海河實驗室”）里，工作人員頭戴腦電極帽、身背裝有主控模塊的小“背包”，用意念操控佩戴在手腕上的“第六指”，順利完成了抓握、放置小球等精細任務。這款由實驗室團隊研發(fā)的手指穿戴設備，也被叫作“神工-靈犀指”。

  “心有靈犀一點通。通過非侵入式腦機接口技術，采集大腦發(fā)出的控制信號，控制外肢體。”腦機海河實驗室團隊成員王壯告訴記者，腦卒中患者多半有偏癱或者肌張力過大等問題，他們用意念控制“靈犀指”，可以配合人手完成輔助抓握，喚醒患者的功能障礙中樞與外周神經系統(tǒng)，助力手部運動功能康復。

  國家重點研發(fā)計劃首席科學家、實驗室主任助理孟琳教授說，腦機接口的工作原理是采集腦部神經信號并分析轉換成特定指令。按照傳感方式以及電極與大腦的接觸程度，腦機接口分為侵入式和非侵入式兩種。前者需要將電極直接植入大腦內部，采集更為精確、分辨率更高的信號；后者則通過放置在頭皮表面的電極采集信號，信號分辨率和精確度稍低，但更安全方便。

  從太空中的宇航員通訊到幫助患者康復運動，從意念打字到操縱無人機……自1973年美國科學家首提這一“科幻”概念以來，各國開展“腦計劃”破解大腦密碼，科幻電影中對于意念操控的想象一一照進了現(xiàn)實。

  2023年3月揭牌的天津大學腦機交互與人機共融海河實驗室，在腦機交互領域構建了全鏈條自主知識產權體系，擁有國際最大的腦機交互技術專利池。天津大學副校長、腦機海河實驗室執(zhí)行主任明東說，中國非侵入式腦機接口達到國際先進水平，在運動神經康復領域、載人航天領域取得重大突破；侵入式腦機接口也在脊髓損傷、語言解碼等多個場景開展臨床試驗。

  醫(yī)療領域已經出現(xiàn)很多新的可穿戴式醫(yī)療設備，在神經情感功能調節(jié)方面，腦機接口也可起到很好的作用。

  2025年3月，國家醫(yī)保局發(fā)布《神經系統(tǒng)醫(yī)療服務價格項目立項指南》，其中專門為腦機接口新技術單獨立項，設立了非侵入式腦機接口適配費、侵入式腦機接口植入費、取出費等價格項目。各地對接落實立項指南后，腦機接口醫(yī)療收費將有規(guī)可依。“這意味著一旦腦機接口技術成熟，快速進入臨床應用的路徑已經鋪好。”明東說，在運動康復、精神醫(yī)學、重癥醫(yī)學、視覺、聽覺等領域，相信很快都會有關鍵技術的突破和落地應用。

  地方層面的政策支持在2025年開始加速落地。《加快北京市腦機接口創(chuàng)新發(fā)展行動方案（2025-2030年）》中提出，突破腦機接口電極、芯片、編解碼算法等關鍵核心技術，打造世界領先的智能腦機系統(tǒng)；《上海市腦機接口未來產業(yè)培育行動方案（2025-2030年）》提出，2030年前實現(xiàn)高質量控腦，腦機接口產品全面實現(xiàn)臨床應用。

  2025年新年伊始，天津大學腦機交互與人機共融海河實驗室聯(lián)合清華大學發(fā)布國際首個“雙環(huán)路”腦機接口系統(tǒng)解決方案，實現(xiàn)人腦對無人機四自由度高效操控。英國《自然》雜志網站列舉的2025年值得關注的科學事件中，腦機接口位列其中。

  “隨著腦機接口領域相關成果的不斷突破，2025年有望成為腦機接口應用的關鍵一年，技術迭代將迎來大規(guī)模爆發(fā)，應用場景也將更加豐富。”明東說。

  技術迭代“與世界賽跑”

  作為全球科技競爭的制高點，腦機接口是培育未來產業(yè)發(fā)展的關鍵核心領域。2013年，美國宣布了腦計劃，日本、加拿大、歐盟等國家和地區(qū)也紛紛布局腦計劃。在腦機接口產業(yè)化方面，國外以臉書、谷歌等為代表的科技巨頭較早開展，神經鏈接公司（Neuralink）等在產品研發(fā)方面取得重要突破。

  2025年初，神經鏈接公司宣布已成功將腦機芯片植入第三名受試者體內；前不久，公司設備獲得美國食品和藥物管理局“突破性醫(yī)療設備”認證。咨詢公司麥肯錫預測，2030年至2040年間，腦機接口在嚴肅醫(yī)療與消費醫(yī)療的潛在規(guī)模分別為150億至850億美元和250億至600億美元。

  2016年，中國啟動腦計劃并強調“一體兩翼”，包括利用腦科學研究推動新一代人工智能技術發(fā)展。2024年7月，由天津大學腦機海河實驗室牽頭，南方科技大學等科研團隊協(xié)同合作，成功研發(fā)全球首個片上腦機接口智能交互系統(tǒng)，在人體外創(chuàng)造了一個有生物智能的“類腦器官”。

  “‘片上腦’，即在電極芯片上通過干細胞培養(yǎng)的類腦組織，利用生物大腦的智能功能加裝電極芯片，向外部發(fā)出信號。‘片上眼’組織是用人類干細胞培育出的生物眼，有望幫助失去雙眼和視神經的人重新‘看見’，為腦機接口技術的發(fā)展提供了新思路。”國家重點研發(fā)計劃首席科學家、實驗室PI（學術帶頭人）陳力群說。

  “全球首個片上腦機接口智能交互系統(tǒng)”入選2024年國內十大科技新聞榜單。國家重點研發(fā)計劃首席科學家、實驗室PI李曉紅表示，這實現(xiàn)了培養(yǎng)“大腦”對機器人避障、跟蹤、抓握等任務的無人控制，對于探索新一代生命體-非生命體融合交互，在混合智能、類腦智能、醫(yī)療康復等國家重大需求領域具有重要意義。

  作為新質生產力的典型代表，腦機接口正在加快形成突破性科研成果和創(chuàng)新應用。

  2025年4月，由腦機海河實驗室與天津市環(huán)湖醫(yī)院合作的全國首個腦機接口綜合臨床實驗病區(qū)啟動建設，體系化布局腦卒中、腦癱、帕金森、癲癇等各類神經重癥的腦機接口臨床綜合解決方案。

  “腦機海河實驗室面向國家實施健康中國戰(zhàn)略的重大決策部署，聚焦腦機交互與人機共融領域學術前沿，為搶占腦機交互領域國際競爭制高點提供強有力科技支撐。”明東說。

  產業(yè)化落地仍有挑戰(zhàn)

  隨著市場需求釋放，腦機接口領域的產業(yè)化進程呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢。作為新興交叉學科專業(yè)，腦機接口應用落地仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

  在業(yè)內看來，腦機接口是高度復雜的“重倉”技術，腦機接口專業(yè)人才儲備工作迫在眉睫。

  明東說，我國已有高校、科研院所、企業(yè)、醫(yī)院等數(shù)百家單位開展了腦機接口業(yè)務，但專業(yè)人才缺口巨大，保守估計到2030年將達20余萬人，且該領域屬各國競相角逐的戰(zhàn)略必爭之地，多次被列入“嚴格管制技術目錄”。

  “培養(yǎng)既懂神經科學又擅長工程開發(fā)的復合型人才周期較長。亟須加大自主化培養(yǎng)這一領域的多元化復合型人才力度，為我國相關產業(yè)發(fā)展提供源動力，為大國博弈掌握主動權。”明東等人建議，應充分發(fā)揮一流大學的優(yōu)勢學科資源，深化教育綜合改革，緊前布局腦機接口新興專業(yè)，構筑高質量腦機接口專業(yè)教育體系，加強拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)，為統(tǒng)籌推進腦機接口教育科技人才“三位一體”融合發(fā)展提供強有力的支撐。

  與此同時，腦機接口領域的監(jiān)管政策和標準尚有待完善。只有突破技術瓶頸并建立完善的倫理規(guī)范，明確數(shù)據隱私、生命安全、人體實驗等紅線，腦機接口才能真正實現(xiàn)規(guī)模化應用。

  2024年2月，國家科技倫理委員會人工智能倫理分委員會研究編制了《腦機接口研究倫理指引》；2024年7月，工信部公布腦機接口標準化技術委員會籌建方案；2025年3月，由中國信通院牽頭編制并發(fā)布《腦機接口標準化路線圖（2025年）》。專家認為，開展腦機接口治療需要在倫理和隱私保護方面建立專門的指南，確保所有研究和治療都遵循嚴格的倫理標準；同時開發(fā)安全的數(shù)據處理方案，確保患者的腦電活動數(shù)據和個人信息得到充分保護。

  隨著腦科學、人機交互技術的發(fā)展，人與機器的依賴關系或許愈加強烈、界限愈加模糊。

  “AI一定會加速腦機接口的發(fā)展，腦機接口也會反向給予AI發(fā)展更多的助力。人工智能只是智能科技的一種形態(tài)，人腦智能并不會在AI的沖擊下變得毫無意義，人和機器如何和諧共存，是非常重要甚至是永恒的命題，人機混合智能形態(tài)將是未來人類社會發(fā)展的重要形態(tài)。”明東說。

  終極的腦機接口形態(tài)尚未出現(xiàn)。“未來機器人不應是一個冷冰冰的、只有芯片和人工智能驅動的存在，而是一個有情感、有溫度、有情緒的人機交互的產物。”明東說。

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