从科幻走向现实脑机接口重塑“人机交互”场景

脑机接口（brain-computer interface，BCI），这个科技领域的新星，已经逐渐从科幻概念走向现实。

北京时间1月30日，美国企业家埃隆·马斯克表示，由他领导的脑机接口公司“神经连接”（Neuralink）在前一天完成了首例脑机接口设备人体移植，其向患者脑部植入了一个硬币大小的设备，植入者恢复良好，已检测到脑电信号。

而数小时之后，清华大学官网也对外宣布，清华大学医学院团队和首都医科大学宣武医院团队于2023年10月24日成功进行了全球首例无线微创脑机接口（Neural Electronic Opportunity，NEO）临床试验。一位因车祸造成脊髓损伤、四肢瘫痪14年的患者，经术后三个月康复训练，目前可以通过脑电活动驱动气动手套，实现自主喝水等脑控功能，抓握准确率超过90%。

脑机接口，简单来说，就是绕过外周神经和肌肉，直接在大脑与外部设备之间建立全新的通信与控制通道。它通过捕捉大脑信号并将其转换为电信号，实现信息的传输和设备控制。这一概念其实早已有之，但直到上世纪九十年代以后，才开始有阶段性成果出现。

目前，脑机接口的实现方式主要有三种：非侵入式、侵入式与半侵入式。马斯克公司采取的脑机接口方式是侵入式，在硬脑膜内放入电极采集脑细胞信号。首都医科大学宣武医院团队与清华大学团队采用的则是半侵入式微创技术，是将电极放在硬脑膜外面。非侵入式则是做成可穿戴式设备，将采集脑电信号的电极附着在头皮上，提取局部电位信号，无需手术。

相比较而言，三类技术路线中，侵入式最激进，虽然可以获得更高质量的神经信号，但手术有风险，而且成本较高；半侵入式是折中，在不破坏神经组织的同时，可获得较高信号强度和分辨率，而且降低了免疫反应和愈伤组织的风险；非侵入式门槛最低，安全性也最高，已经有商业应用，但信号质量低，功能有限。

近年来，随着脑科学、人工智能和材料科学等多领域的进步，脑机接口技术也突飞猛进，在多领域展现出强大的应用潜力。在医疗健康领域，对于脊髓损伤导致的肢体瘫痪患者，脑机接口技术可以通过捕捉其大脑发出的运动指令，驱动外骨骼或者植入式电极刺激肌肉，帮助他们重新实现行动自由。此外，针对帕金森病、癫痫等神经系统疾病，脑机接口也能提供实时监测和治疗的新途径。

在教育领域，脑机接口技术为个性化学习提供了新的可能。通过捕捉学生的脑电波，教育者可以更好地掌握学生的学习状态和需求，从而调整教学内容和节奏，提供更加个性化的学习方式。这种方式有望改变传统的教学模式，使学习更加高效、更具针对性。

在游戏娱乐、虚拟现实等领域，运用脑机接口技术，用户只需通过思考就能控制游戏角色的动作，极大地提升了沉浸式体验感受。

更长远地看，随着技术的进一步发展，脑机接口或许能让我们无需物理操作就能驾驶汽车、操控家居设备，甚至进行更为复杂的思维创作。

运用脑机接口设备进行游戏娱乐（图片由AI生成）

但与所有新兴技术一样，脑机接口当前也面临着诸多挑战和争议。比如，如何提高信号采集精度和传输稳定性，如何更好地理解并解析大脑复杂而微妙的思维活动，如何确保在使用过程中用户的隐私安全和伦理道德，如何防范黑客攻击脑机接口系统而给用户带来的身心伤害等等。凡此种种，都需要科研人员在实现技术突破的同时，兼顾社会伦理规范，最终实现这项前沿技术的健康发展。

值得一提的是，脑机接口技术的发展还可能引发社会结构的变革。例如，工作效率的极大提升、新型的工作形态出现，甚至可能改变人类的学习方式。因此，我们不仅要关注技术本身，还要思考其对社会的长远影响。

1月29日，工业和信息化部等七部门联合印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，其中，“脑机接口”被列入未来产业十大标志性产品，明确要“突破脑机融合、类脑芯片、大脑计算神经模型等关键技术和核心器件，研制一批易用安全的脑机接口产品，鼓励探索在医疗康复、无人驾驶、虚拟现实等典型领域的应用。”

2月2日晚，科技部官网也发布了《脑机接口研究伦理指引》，一同发布的还有《人—非人动物嵌合体研究伦理指引》，里面包含了合法合规、社会与科学价值、知情同意、隐私保护和个人信息保护、风险防控、资质要求、责任机制七方面具体要求。

这些无疑为我国脑机接口的发展指明了方向，为科研机构和科研人员合规开展脑机接口研究，防范脑机接口研究与技术应用过程中的科技伦理风险提供了很好的指引。

总的来说，脑机接口作为连接人脑与外部世界的桥梁，为我们打开了一扇通往未知世界的大门。但前路漫漫，需要我们秉持严谨科学的态度，坚守伦理底线，才能确保脑机接口技术在未来的发展中真正地为人类带来福祉。