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2024年1月30日，埃隆·马斯克在社交平台上发布消息称：神经连接公司Neuralink成功进行了首例脑机接口人体植入手术，植入者恢复状况良好。
数小时后，宣武医院与清华大学医学院宣布：脑机接口取得阶段性进展，全球首例接受植入式硬膜外电极脑机接口辅助治疗的四肢截瘫患者，实现了自主脑控喝水。
早在1973年，加州大学洛杉矶分校的雅克·维达尔（Jacques Vidal）就首次提出了“脑机接口”的概念；50年后，人类仅凭意念便可控制物体的梦想终于照进了现实。
这一有望改变和造福人类的技术引起了多国政府的关注、资本市场的热捧、头部公司的布局，如特斯拉、谷歌、Facebook、苹果等。那么，站在风口之上的脑机接口，要实现从可用到好用再到规模应用的跨越，还有多长的道路要走？
01、抢占未来战略制高点
作为一种变革性的人机交互技术，脑机接口绕过外周神经和肌肉，在大脑与外部设备之间直接建立通信与控制通道，具有监测、替代、增强、补充、恢复受损或有障碍自然中枢神经系统输出输入的功效。
在世界上有这么一个群体，他们因为各种原因导致器官受损，从而语言或行动不便，无法融入正常社会生活。这个群体不在少数，例如根据中国残联统计，我国现有肢体残疾2472万人、视觉障碍群体将近1800万人、听力残疾2780万人。
技术至善，造福人类。脑机接口研究发起的初衷，正是为了帮助瘫痪和残疾者重获与外界交流的能力。“脑机接口能够帮助瘫痪、行动功能障碍、癫痫等人群走向正常生活，减轻家庭负担，这是非常有意义的事，是政府迫切希望解决的问题。”中国信通院云计算与大数据研究所副所长闵栋表示。
不仅如此，脑机接口还能为帕金森、卒中、阿尔兹海默症、意识障碍、耳鸣和听力受损、视力受损等慢性疾病患者提供帮助，在应对社会老龄化冲击等方面意义重大。
从技术发展趋势看，脑机接口提供了一种全新的技术。闵栋分析，未来人类智能与机器智能将逐步融为一体，充分发挥机器的存储和运算能力，融合人脑的思维与创新能力，以推动人工智能达到更高的层次——脑机智能融合，而实现脑机智能融合的关键技术环节之一正是脑机接口技术。“长远来看，脑机接口技术应用场景比较广泛，涵盖医疗、娱乐、智能生活、教育、军事等领域，将会引发相关产业变革。”在闵栋看来，脑机接口的前景非常广阔。
无差别地帮助每个群体健康幸福地生活，是几乎所有政府的目标；未雨绸缪布局未来技术和产业制高点，是前瞻者的必然思考和行动。为此，欧盟、美国、日本、韩国、澳大利亚等大力开展脑机接口技术发展规划布局，推出了针对该技术的重大研发计划及典型投资项目。在我国，2022年10月，工信部、国家药监局公布了人工智能医疗器械创新任务揭榜入围单位，有多项脑机接口项目入围，标志着我国相关产品开始从“实验室”走向“应用场”。2024年1月，工信部等发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，其中10大标志性产品就包括脑机接口。
02、突破侵入式脑机接口
伴随脑机接口技术突飞猛进地发展，众多资本纷纷涌入该领域。根据《脑机接口技术在医疗健康领域应用白皮书（2023年）》，Sequoia Capital、Andreessen Horowitz、Y Combinator、Founders Fund等知名风投公司在早期阶段就开始关注并投资脑机接口领域的创业公司，谷歌、Facebook、苹果、特斯拉等科技巨头在脑机接口技术的研发和商业化方面投入了大量资金。据统计，截至2023年一季度，全球脑机接口代表企业的融资已超过100亿美元。
在市场驱动、政策加持、资本助力下，近期马斯克的Neuralink和宣武医院与清华大学在脑机接口方面取得重大突破，可谓是水到渠成之事。
花开两朵，各表一枝。此处分别细数两大突破的来龙去脉。
Neuralink公司成立于2016年，致力于开发与大脑相关疾病的侵入式脑机接口，创建一个能够让生物和人工智能更紧密连接的全脑接口。
2019年7月，Neuralink发布了第一款产品N1 Link（名为Telepathy“心灵感应”）。同年，Neuralink在猴子身上测试该设备。2020年，Neuralink将更新后的设备植入小猪大脑。2021年，Neuralink将芯片植入猕猴大脑，猕猴在没有控制器或键盘的情况下也能玩视频游戏。2023年9月，Neuralink为其脑部植入物的首次人体试验招募瘫痪病人。今年1月，首例植入人类大脑的试验初步成功。Neuralink表示，希望通过植入大脑芯片的方式，让瘫痪患者重新行走，甚至治愈抑郁症等精神疾病。
资料显示，清华大学与宣武医院进行的无线微创脑机接口临床试验于2023年4月通过了宣武医院的伦理审查，并进行了国际和国内植入医疗器械临床试验注册。2023年10月24日，宣武医院对一名脊髓损伤患者进行了植入。
这位患者是一位车祸引起的颈椎处脊髓完全性损伤（ASIA评分A级），处于四肢瘫痪状态已有14年。手术后10天患者出院回家。经过3个月的居家脑机接口康复训练，患者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%；患者脊髓损伤的ASIA临床评分和感觉诱发电位响应均有显著改善。
据悉，与Neuralink脑机接口不同，清华大学与宣武医院的脑机接口把电极放在大脑硬膜外，通过长期动物试验研制，不会破坏神经组织；采用了近场无线供电和传输信号，体内无需电池。业界认为，该脑机接口是信号质量与落地难度及创伤性折中后的选择，有望比需要“开颅”的Neuralink脑机接口更早实现产业化。当然毋庸置疑的是，Neuralink脑机接口植入大脑内，获取的神经信号更加精准。
在两大高光事件的背后，有着庞大产业链的支撑。脑机接口产业链主要包括上游原材料和器件供应商、中游设备制造商、下游应用服务提供商，各环节之间紧密合作，共同推动脑机接口技术的发展和应用。
03、我国从“实验室”走向“应用场”
闵栋表示，从技术路线来看，脑机接口分为非侵入式和侵入式，两种类型各有优劣势。前者无需手术，只需将采集脑信号的电极附着在头皮上，风险小但探测到的脑信号精度相对较低，控制或操作相对简单；后者通过手术将电极直接植入大脑皮层中，离神经元更近，可以获得更高质量的神经信号，但因需要手术操作，故有风险，且成本较高。
“因此，目前的脑机接口产品以非侵入式为主，由于技术、伦理等多重限制，侵入式脑机接口的研究机构和企业数量远少于非侵入式。”闵栋总结，“侵入式脑机接口医疗器械属于风险较高的医疗器械，植入部件的长期有效性和安全性仍需要更多时间、更多实验的验证。”
从生态发展看，在各界努力下，我国正在形成覆盖基础层、技术层与应用层的脑机接口全产业链。特别是2022年10月多项脑机接口项目入围工信部等公布的人工智能医疗器械创新任务揭榜单位，标志着我国相关产品开始从“实验室”走向“应用场”。
闵栋认为，虽然脑机接口目前主要集中在医疗领域，但将来在教育、工业、娱乐等领域也有很好的发展前景。例如，在教育领域，可以通过对学生脑电信号的测量，评估学生对知识的掌握程度，对学习效果进行标准化评价，设计个性化学习方案；在工业领域，可以通过脑电设备控制相关产线运行，不用人动手去操作拉杆、按按钮等，只要坐着“想”就可以；在娱乐领域，脑机接口可以为游戏提供更加沉浸和直观的交互体验。
04、仍存隐私保护、安全伦理等隐忧
脑机接口在带来惊喜的同时，其隐私保护、安全、伦理保护等问题也成为隐忧。
“脑机接口技术的精准应用需要采集大脑皮层数据，根据数据作出适当的行为指引，这就涉及隐私权保护问题，但如果过度保护，也会面临在治疗和使用中效果不好的问题。”闵栋表示，我们需要对脑机接口采集的数据作出要求，明确什么样的数据需要被采集、采集的数据被用在哪些方面、谁能看到这些数据？这些都需要加以监管，在保护患者隐私权的前提下让脑机接口发挥更大作用。
在安全性方面还需要重点考虑三方面问题：一是脑机接口的生物相容性问题，特别是侵入式脑机，植入部件的稳定性与生物相容性问题；二是脑机接口的网络数据安全能力，近年来网络安全事故频发，鉴于脑机接口产品的特殊性，一旦发生网络数据安全问题可能引发严重后果，脑机接口的网络数据安全能力要求是对患者生命安全的保障；三是脑机接口的应用安全，产品在使用过程中不会给对患者造成损害，一些保护措施和应急措施需要提前准备。
此外在伦理方面，脑机接口应用后的大脑信息隐私、脑增强后的公平性、知情和同意权等问题也是需要思考的问题。
为此业界认为，从2023年到2032年将是脑机接口的应用普及期，大约需要10年时间，脑机接口能够实现“应用解决方案效果良好、多类解决方案走向成熟商用”的目标。
作者：舒文琼
责编/版式：王禹蓉
审校：王 涛 梅雅鑫
监制：刘启诚
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