一只猴子想吃遠處的蘋果，它不必伸手，只需在腦中閃過這個念頭，機械臂便替它完成了抓取；一位漸凍癥患者已經無法發出聲音，但他腦中想說的話，被電極采集、被算法解碼，最終以他病前的聲音“說”了出來……腦機接口，讓這些成為現實！
當前，腦機接口正從實驗室加速走向病床和產業化，我們準備好迎接一個大腦可以直接“號令”機器的時代了嗎？近日，在國家科技傳播中心學術發展講堂的腦機接口專場，中國科學院自動化研究所研究員、腦圖譜與類腦智能實驗室主任余山與幾位專家解讀了腦機接口技術。
讀懂大腦的“電語言”
“大腦看不到光、聽不到聲，它所能獲得的一切外部信息，都要靠眼睛、耳朵、皮膚等感官轉化為神經信號；它想要表達的每一個指令，都要通過肌肉和肢體向外傳遞。我們天然擁有生物接口，但當疾病或外傷損傷了這些接口，就需要人工的替代。”余山說。
腦機接口，就是在腦與外部設備之間架起一條直接的信息聯通渠道。按信號流向，它可分為“腦控”——大腦信號控制外部設備，以及“控腦”——外部信息編碼后輸入大腦、調控神經活動。兩者結合，便是雙向閉環腦機接口。
余山介紹，語言腦機接口是近年來最受關注的突破之一。目前，研究可以實現當漸凍癥患者看著屏幕上的文字在腦中默讀時，系統可將這些“想說的話”轉化為聲音輸出。
腦機接口還應用在感覺重建方面。例如，電子耳蝸已幫助全球上百萬人重獲部分聽覺。視覺重建領域，我國聯合團隊研發的人工視網膜可讓失明小鼠重建部分視覺，甚至通過設計光電轉換波長“看到”紅外線。
更前沿的探索正在改變腦機接口的控制邏輯。“傳統腦機接口從初級運動皮層提取底層控制信號，患者要全程控制方向、速度，認知負荷大。”余山表示，“我們希望通過解碼更高層的意圖和規劃信號，結合AI的能力，讓佩戴腦機接口像使用自己的身體一樣無感。”
他的團隊在靈長類前運動皮層和初級運動皮層發現了類似“手部GPS”的位置細胞，可表征手在三維空間中的位置。基于這些信號，只需幾十個細胞即可較準確地解碼手的運動軌跡。更進一步，團隊嘗試解碼“運動意圖”——獼猴只需在大腦中思考食物在哪里，系統僅用200毫秒即可解碼目標位置，AI和機械臂便可自主完成抓取。
從實驗室技術到未來產業
腦機接口正在從實驗室走向產業化。
2026年，腦機接口首次寫入《政府工作報告》，被明確為培育發展的六大未來產業之一。3月份，國家藥監局批準首款侵入式腦機接口醫療器械上市，適用于脊髓損傷癱瘓患者的手部抓握功能代償，僅4個月后，該產品首張處方在上海開出，全球首例植入手術在復旦大學附屬華山醫院完成。
中國信息通信研究院等機構2026年5月聯合發布的《腦機接口產業大腦及研究報告（2026）》顯示：2025年，國內腦機接口企業近200家（占全球腦機接口企業數量的比例約為22%），國內腦機接口市場規模為38.3億元。
但產業化的道路并不平坦。腦機接口產業化的卡點，是高端裝備的工程化難題，還是腦科學基礎原理的突破？對此，中國科學院生物物理研究所研究員張朋認為，記憶、意識、情緒等高級功能的神經機理尚不清楚，這是根本性卡點。“我們要讓意識障礙患者恢復意識，必須知道哪個腦區控制意識狀態、哪些腦區編碼意識內容。只有通過基礎科學的研究，解析這些認知機理后，才能知道應該把電極放在什么地方、怎么去刺激，所以認知科學的基礎原理非常重要。”
首都醫科大學宣武醫院神經外科功能中心副研究員王逸鶴從臨床角度指出，電極的長期穩定性、封裝工藝、小型化等工程集成問題更為迫切。“國外研究者能夠把電極做得非常小型化，因而能順暢地植入腦內，我覺得這方面的工程難題是產業化的卡點。”
余山認為，過去10年，工程化是堵點；現在工程化快速進步，神經科學的認識又成為新的堵點——“兩者必須協同、相互促進”。
當機器能“讀腦”，誰來守護“我”
技術加速發展、迭代的同時，倫理治理的緊迫性也日益凸顯。
腦機接口產生的神經數據，直接關聯個人的精神世界、內心隱私和人格尊嚴。在當下的臨床試驗中，便有需要面對的倫理問題：腦電數據歸誰所有？王逸鶴認為：“原則上來講，所有權應歸患者，醫生只有授權范圍內的使用權。”
張朋提出“數據不動模型動”的思路，即數據留在醫院本地，模型拆解后分別訓練，再上傳拼接，降低隱私風險。余山補充，可通過編碼器將原始數據轉為加密向量，后端模型無法還原原始數據。
更深層的追問關乎人的定義。當生物大腦與人工智能深度融合，人的主體邊界是否會發生改變？實際上，聯合國教科文組織已于2025年通過神經技術領域首個全球倫理準則，側重于保護用戶免受可能侵犯人權的技術濫用的傷害，包括對自主權和思想自由的侵犯。余山認為，人類在語言、文字、互聯網等技術變革中始終保持主體性，而腦機接口更像是人類的記憶“外掛”，仍然要確保人的主體性。“在未來人機共生的時代，需要在技術、倫理、法律法規等方面有一個系統化的解決方案，確保人的主體性，確保我們的價值觀、意識、感情不受外部機器影響。”余山說。
他認為，當前人們對腦機接口的能力可能還存在誤解。“有人詢問，現在能不能讀取大腦中的思想？我說還做不到，離真正完整地讀取所思所想，還有很大距離，所以大家不用太過擔心。”
余山將腦機接口比作30年前的手機：“移動電話剛出來時，笨重、昂貴，很少有人覺得它會普及，30年后，手機變成智能化社會的底層基座。腦機接口可能帶來另一場交互方式的變革——所想即所得，只是現在的技術水平，大概相當于手機剛剛誕生的階段。”
但他認為，無論如何，腦機接口非常有前景，是正在孕育著顛覆性變革的領域——“把電子工程和生物醫學工程的知識，與最新的神經科學研究結合起來，大有可為”。（記者 詹媛）
轉自：光明日報
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