受访专家：

浙江大学医学院附属第二医院神经外科主任医师  朱君明 □北京芯智达神经技术有限公司业务发展总监 李园

本报记者 张健

“手机会被直接植入大脑的芯片所取代。”美国汽车企业特斯拉首席执行官、神经连接公司创始人埃隆·马斯克认为，未来脑机接口将彻底改变人们的生活。只需意念一动，你就可以启动手机、电脑、家电……渐冻症、帕金森病、脊髓损伤等再也不能限制人类的潜能。近几年，多例脑机接口试验取得突破性进展，从临床研究到生活应用，脑机接口似乎离我们越来越近。

用意念控制机械臂写字

让失语者“开口说话”、让截瘫患者“站立行走”、通过“意念”指挥机械臂喂饭……近年来，脑机接口标志性技术和创新产品不断涌现，成为国内外备受瞩目的前沿技术之一。前不久，在浙江大学医学院附属第二医院神经外科研究病房内，76岁高位截瘫的张先生用意念在脑海里一笔一画地描绘着，旁边的机械臂手握马克笔在白板上清晰地写下“浙江大学脑机接口”8个字（如图）。这个真实的事例，将“意念写字”从科幻照进了现实。浙江大学脑机接口临床转化研究团队负责人之一、浙江大学医学院附属第二医院神经外科主任医师朱君明告诉《生命时报》记者，书写汉字是一项典型的精细运动，偏旁、部首、笔顺等都有很多讲究。张先生用意念写出汉字，且100个常用汉字的正确率达到96%，这意味着很多因外伤、脑卒中、渐冻症等失去语言或书写能力的患者，有望借助脑机接口技术重新“说话”。

脑机接口，指在大脑或脊髓与外部设备之间创建信息通道，通过采集和解码大脑意念，操控外部装置并接收反馈信息，构成闭环的人机交互系统，目标是实现人体机能的补偿与修复，以及人类行为能力的增强。按照信号来源，脑机接口可以分为非植入式和植入式两条技术路线。前者是通过无创方式采集大脑中的意念；后者是通过开颅手术，将装置植入大脑的硬膜、皮质、脑内等位置采集意念。张先生就是植入式脑机接口试验的志愿者。另外，也有经血管导入到特定脑区的技术，称为“介入式脑机接口”。

朱君明表示，脑机接口给疾病治疗带来了革新。目前来看，植入式脑机接口为临床治疗带来两大变化。一是大脑控制设备，以补偿功能。即提取意念，并借助机械臂、外骨骼等设备补偿与替代患者的运动、交流、感知等功能。例如，脑机接口技术辅助高位截瘫等永久性神经损伤患者自主行走；结合语音转换和虚拟现实技术，帮助像霍金、张先生这样的患者重新具备文字、语言和情绪等表达能力。二是设备控制大脑，以恢复功能。通过脑机接口控制大脑，刺激或抑制某些功能来重塑大脑，恢复功能。例如，给癫痫患者大脑植入芯片，在癫痫即将发作时给予刺激，从而阻断癫痫发作。

北京芯智达神经技术有限公司业务发展总监李园告诉记者，非植入式脑机接口也有广阔的应用空间，在辅助残障人士生活、患者康复训练、正常人调节睡眠、安全生产等领域，都大有可为。例如，将脑机接口应用在工人安全帽上，能实时监测工人的疲劳状态，减少安全事故。正如马斯克所说：“脑机接口的最终目标，不仅是修复残障人士丧失的脑功能，还要赋予人类超能力。”

从理论研究到临床转化

作为关注度极高的未来产业之一，脑机接口已历经数十年发展，各大高校和研究机构不断涌现出标志性技术和创新产品。比如，浙大二院的闭环神经刺激器Epilcure、北脑一号和北脑二号智能脑机系统等。朱君明认为，学术界已经把脑机接口“能不能做”和“能做什么”的理论道路走通了，接下来就是“如何应用”的临床转化问题。

作为脑机接口技术市场化的代表性企业，马斯克的神经连接公司今年初进行了首次大脑芯片植入试验。手术后的几周，志愿者就可以用意念控制电脑光标进行在线游戏、浏览网页、直播等。目前，已经有1000多名四肢瘫痪的患者报名接受神经连接公司的试验。尽管有报道称，首位志愿者植入后出现芯片松动问题，但马斯克强调，即将进行的第二例手术会加以改进。希望到今年年底，测试该设备的志愿者数量达到“高个位数”。该公司计划，到2030年为超过2.2万人植入芯片。

在脑机接口技术方面，我国的医学研究可与国际并驾齐驱，甚至有的团队达到国际领先水平。例如，前不久，清华大学医学院与首都医科大学宣武医院联合进行了全球首例无线微创脑机接口临床试验，让一位因车祸造成脊髓损伤、四肢瘫痪长达14年的患者，通过脑电活动控制气动手套进行自主喝水等日常活动。但我国在芯片等工业硬件领域还与他国有一定差距，特别是脑机接口处理芯片的集成化、微型化等方面。朱君明表示，随着国家对脑机接口技术的日益重视，这些方面将有所改善。综合国内外情况来看，脑机接口技术和产业已从萌芽期迈入普及期，从单纯的临床研究进入商业化应用阶段。

李园表示，未来3~5年应该能看到基于脑机接口技术的成熟医疗器械产品上市，为部分患者解决疾苦，特别是高位截瘫、肢体偏瘫等患者，可以期待在脑机接口的帮助下恢复“行动”。

发展需要打破几个局限

朱君明表示，如果未来能大规模应用的话，脑机接口的治疗费用有望降低。脑机接口是一个系统工程，涉及材料、信息处理、医学等学科，从临床走向普及应用，不仅需要一个庞大的团队共同努力，还需要市场和企业的支持。在多方力量的推动下，未来可能实现进入寻常百姓家的目标。

两位专家表示，目前多数产品处于临床试验阶段，5~10年内还难以大规模商业应用，主要受限于以下几点。

材料的局限。脑机接口设备的质量要高、材料生物性能要好，才能实现“一次植入、终身使用”的目标。生物相容性不够，植入后可能出现信号变差、设备移动或脱落等问题。非植入式脑机接口可能因材料问题出现皮肤接触性过敏、破溃、灼伤等情况，或解码不准导致病情误判。

无线传输的局限。脑机接口技术能否无线化、小型化、可植入，关乎其市场接受度。如果不能解决无线传输信号的局限性，不够美观，患者接受度也会较差。

临床数据的局限。目前，国内植入式脑机接口的临床经验和数据较少，只有3~5位志愿者，临床难以收集数据也限制了技术的发展。

法律法规的局限。面对新技术，既要有政府监管，保证伦理和安全性，还要保证开创性和灵活度。目前，国家科技伦理委员会人工智能伦理分委员会制定的《脑机接口研究伦理指引》给脑机接口确定了发展的“红线”和“底线”，医学界也提出“不伤害、尊重自主、隐私保护、透明公开、公平公正”的伦理原则。但未来还需要对脑隐私、数据和信息安全等问题加以规范或立法。▲