脑机接口技术应用前景广阔（科技视点·走近新质生产力⑥）(2)

　　侵入式脑机接口是指通过开颅手术的方式将能够接收信号的电极植入脑中，这种技术需要把电极长期放置在脑中。近年来，随着微纳加工技术和电极材料不断发展，侵入式脑机接口向着柔性、小型化、高通量和集成化发展，但依然无法覆盖全脑范围。非侵入式脑机接口不会破坏人的身体和组织，只在头皮表面采集极其细微的大脑信号。这类脑机接口具有可动态监测全脑信号、系统简单易操作、生物相容性和安全性好等特点，但获取的脑电信号容易受到外界干扰，对信号感知处理技术要求高。

　　医疗健康领域是脑机接口最主要的应用阵地。北京脑科学与类脑研究所联合所长罗敏敏说：“包括对高位截瘫患者进行语言解码、运动解码，治疗癫痫、抑郁症等疾病，甚至把图像处理成电信号来刺激视觉皮层，让盲人恢复一定的视觉。这些都是未来值得期待的脑机接口应用场景。”

　　我国脑机接口创新生态不断完善，技术持续深入迭代，向着规模化方向发展

　　“意念控制”听起来很科幻，它是如何实现的？实际上，患者简单的一个动作，却是一个复杂的技术过程，也凝结着很多领域科研人员的共同努力。

　　首先，脑机接口运转包含记录、解码、控制和反馈4个阶段。罗敏敏举例，在自主“脑控”喝水的过程中，脑机接口记录人的思维变化引起的神经细胞电活动，解码后把信息传输给驱动气动手套并控制其运动，进而得到视觉和触觉上的反馈。

　　天津大学副校长明东说：“脑机接口综合了医学、计算机、电子、机械、材料等多个学科的先进理论与前沿技术。”

　　近年来，随着生物医学工程、神经工程与康复工程、认知神经科学与心理科学、人工智能等领域的发展，脑机接口工程化进度加快，产业化发展明显提速。在2014年巴西世界杯揭幕战上，截瘫青年朱利亚诺·平托就在脑机接口技术的辅助下为足球比赛开球；2016年，在神舟十一号载人飞船飞行过程中，我国航天员完成了脑机交互技术的在轨验证；国际上多个团队通过脑机接口技术，帮助患者实现了“意念打字”“意念说话”等功能……

　　近年来，我国脑机接口创新生态不断完善，技术持续深入迭代，产品服务供给日益丰富，向着规模化方向发展。

　　2023年初，“智能脑机系统增强计划”在北京脑科学与类脑研究所启动，力争在3到5年内突破侵入式脑机接口方面的关键技术，并在临床上实现初步应用。北京还采用“基金+企业”的组织模式，成立了北京北脑创业投资基金（有限合伙）和北京芯智达神经技术有限公司。

　　目前，芯智达公司与国内多家高校院所合作，已布局立项10余个创新项目，各项研发工作取得了阶段性进展。芯智达公司业务发展总监李园介绍：“我们研发的‘北脑一号’‘北脑二号’脑机系统，前者采用皮层电极技术，目前已完成柔性高密度脑皮层电极、高性能脑电数据采集设备等核心部件研发和动物实验验证；后者对标国际先进的高通量柔性微丝电极技术，结合大通道高速神经电信号采集设备和运动想象解码算法，目前有线版本已实现猕猴对二维运动光标的灵活‘脑控’拦截。”

　　天津大学神经工程团队是国内最早从事脑机接口研究的团队之一。明东介绍，“神工”系列产品实现了主动康复训练对皮层、肌肉活动的同步整合与协同，取得了运动康复领域的突破。比如，神经调控式机械外骨骼系统“神工—神甲”，核心部件获批国家医疗器械注册证，关键技术在国内多家三甲医院开展了逾千例临床试验。