脑机接口技术应用前景广阔（科技视点·走近新质生产力⑥）

　　右手戴上驱动气动手套，稳稳握住水杯，拿起、喝水、放下……截瘫患者老杨实现了自主“脑控”喝水。今年1月，首都医科大学宣武医院和清华大学团队宣布，他们成功进行了无线微创脑机接口临床试验，患者行为能力取得突破性进展。

　　用脑电活动控制动作、通过微小电流让脑细胞和计算机之间“互动”……这些过去只出现在科幻小说里的场景，正在脑机接口技术的发展和应用中逐步走进现实。脑机接口被称为人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”，是新一代人机交互和人机混合智能的前沿技术，有望成为促进经济社会发展、改善民生健康的未来产业。

　　通过记录和解读大脑信号，实现大脑与设备间的信息交换

　　截瘫患者老杨今年50多岁，此前因车祸引起颈椎处脊髓完全性损伤，四肢瘫痪长达14年。2023年10月，首都医科大学宣武医院赵国光教授团队、清华大学医学院洪波教授团队共同完成了无线微创脑机接口临床试验。试验中，科研人员将2枚硬币大小的脑机接口处理器植入老杨颅骨中，再通过采集颅内神经信号，使他利用脑电活动驱动气动手套实现了自主“脑控”喝水。

　　据介绍，该系统采用无线微创设计，体内机埋在患者颅骨内，电极覆盖在硬膜外（硬膜位于颅骨和大脑皮层之间，起到保护神经组织作用），不损伤大脑细胞。使用时，体外机利用近场无线供电和信号传输技术，隔着头皮给体内机供电，并接收脑内的神经信号，传送到电脑或者手机上，借助解码算法实现脑机接口通信。

　　经过数月的居家康复训练，老杨抓握准确率超过90%，脊髓损伤的临床评分和感觉诱发电位响应也有了显著改善。2023年12月，这套系统的第二例脊髓损伤患者植入手术在首都医科大学附属北京天坛医院成功进行，经过一段时间的康复训练，患者不但能够抓握水瓶，还可控制电脑屏幕上的光标移动。

　　这两项无线微创脑机接口临床试验分别通过宣武医院、天坛医院的伦理审查，并进行了国际和国内植入医疗器械临床试验注册。首都医科大学宣武医院院长赵国光说：“医工交叉融合推动了脑机接口的创新发展，该技术在帮助脊髓损伤、癫痫等脑疾病患者康复方面具有广阔的应用前景。”

　　脑机接口在人或动物大脑与外部设备之间创建了通信和控制“通道”，它通过记录和解读大脑信号，实现大脑与设备间的信息交换。

　　脑机接口又可分为输出型和输入型两种。输出型脑机接口主要由大脑向外部设备输出通信或控制指令，在不依赖外周神经或肌肉的条件下，把用户的感知觉、表象、认知和思维等直接转化为动作。这种脑机接口较为常见，老杨使用的就是这种类型的脑机接口。

　　还有一类是输入型脑机接口。它主要由外部设备或机器绕过外周神经或肌肉系统直接向大脑输入电、磁、声和光等刺激或神经反馈，以调控中枢神经活动，目前已在治疗听觉障碍方面得到应用。

　　对于输出型脑机接口来说，如何获取脑信号至关重要。作为脑机接口的关键采集器件，电极决定着所采集脑信号的质量和最终的控制效果。目前在技术路径上，脑机接口又分为侵入式（有创）和非侵入式（无创）两大方向。