文｜ IT時(shí)報(bào) 潘少穎

編輯｜潘少穎 孫妍

沒(méi)有手柄，沒(méi)有語(yǔ)音指令，用意念指揮的機(jī)械臂精準(zhǔn)地抓起一塊積木放到指定區(qū)域；同樣，一輛小車在規(guī)定的范圍內(nèi)靈活地行駛，它的行駛路線也是由一位戴著非侵入式腦電設(shè)備的操作者控制，他的意念決定小車的前進(jìn)方向。

如果說(shuō)，這些場(chǎng)景是腦機(jī)接口技術(shù)的“秀場(chǎng)”，那么在另一邊，當(dāng)病灶在大腦運(yùn)動(dòng)區(qū)附近的腫瘤癲癇患者用“腦控”玩起貪吃蛇游戲，甚至用意念使用App；也有病灶占位大腦語(yǔ)言區(qū)的腫瘤癲癇患者，通過(guò)柔性腦機(jī)接口植入手術(shù)，將人的腦電解碼成語(yǔ)言并轉(zhuǎn)化成指令，將意念中的話在屏幕上顯示出來(lái)，這些場(chǎng)景印證了腦機(jī)接口正在更加貼近技術(shù)的“初心”——讓每一個(gè)被疾病束縛的生命重新?lián)碛小白灾魃睢钡臋?quán)利。

在12月4日—5日舉行的“腦聯(lián)世界·智匯上?！?025腦機(jī)接口大會(huì)上，一系列最新產(chǎn)品的集體“首秀”、一系列細(xì)分賽道的競(jìng)技，不僅讓與會(huì)者直觀感受到腦機(jī)接口技術(shù)的“硬核實(shí)力”，勾勒出這一未來(lái)產(chǎn)業(yè)從“技術(shù)突破”到“場(chǎng)景落地”的路徑，也構(gòu)建了“政策—產(chǎn)業(yè)—技術(shù)—臨床”的完整閉環(huán)。

用意念控制小車 用腦電感知情緒

疲勞監(jiān)測(cè)、情緒感知、腦控機(jī)械臂、腦控小車是此次腦機(jī)接口大會(huì)競(jìng)技賽中設(shè)立的4大賽道，據(jù)《IT時(shí)報(bào)》記者了解，此次有來(lái)自全國(guó)的63支隊(duì)伍報(bào)名，最終40支強(qiáng)隊(duì)晉級(jí)決賽，參賽隊(duì)員的平均年齡僅25歲。

腦控小車賽道的魅力，在于它將大腦信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)作時(shí)，會(huì)把任何細(xì)微的延遲與抖動(dòng)都毫無(wú)保留地放大，容錯(cuò)率特別低。來(lái)自深圳大學(xué)的MIND_TEAM團(tuán)隊(duì)搭建了基于SSVEP（穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位）的腦控系統(tǒng)，能在離散控制與連續(xù)控制模式間靈活切換，支持單人控制與多人協(xié)同模式，讓意念與小車動(dòng)作的銜接更自然。在隊(duì)長(zhǎng)管莎莎看來(lái)，雖然小車在地面運(yùn)行更穩(wěn)定，可難度一點(diǎn)沒(méi)減，賽道窄、轉(zhuǎn)彎急，稍微跟不上意念，小車就會(huì)“跑偏”。過(guò)彎時(shí)精準(zhǔn)貼合路線，直線段平穩(wěn)加速，全程幾乎沒(méi)有出現(xiàn)肉眼可見的抖動(dòng)，小車穩(wěn)穩(wěn)沖過(guò)終點(diǎn)線。

連續(xù)控制更接近“用意念操控”的本質(zhì)，管莎莎說(shuō)，只要把解碼算法做深做透，消費(fèi)級(jí)腦電設(shè)備也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、流暢的腦控效果。

無(wú)形的情緒可以被捕捉、被量化嗎？答案是肯定的，通過(guò)腦機(jī)接口捕捉情緒，能為心理干預(yù)提供客觀依據(jù)，打破了以往依賴主觀描述的局限。

在情緒感知賽道上，一位被試者正靜坐觀看視頻，臉上看不出明顯波瀾，可旁邊的電腦屏幕上，代表情緒狀態(tài)的曲線向下滑落并給出判定：當(dāng)前處于“低落”狀態(tài)。

“有時(shí)候人會(huì)說(shuō)‘我沒(méi)事’，但大腦信號(hào)不會(huì)說(shuō)謊?！鄙虾＝煌ù髮W(xué)仿腦計(jì)算與機(jī)器智能研究中心博士生劉軒豪和團(tuán)隊(duì)研發(fā)的腦機(jī)系統(tǒng)，不只依賴腦電信號(hào)，還融合了眼動(dòng)軌跡、麥克風(fēng)捕捉的微表情和聲音等多模態(tài)數(shù)據(jù)，短短幾秒內(nèi)就能將抽象情緒轉(zhuǎn)化為“開心”“難過(guò)”等具體類別，并生成腦電波形圖，讓無(wú)形的情緒有了可追溯的“痕跡”。團(tuán)隊(duì)已與上海市精神衛(wèi)生中心展開合作，累計(jì)采集了數(shù)百人次的抑郁相關(guān)腦電數(shù)據(jù)，為抑郁癥的早期篩查、客觀診斷以及個(gè)性化干預(yù)，開辟新的路徑。

當(dāng)然，比賽現(xiàn)場(chǎng)也會(huì)發(fā)生“翻車”，比如在腦控機(jī)械臂賽區(qū)，某支隊(duì)伍的參賽選手在抓取積木時(shí)，正好有觀眾來(lái)圍觀，操控者分了神，腦電信號(hào)瞬間亂了，積木也應(yīng)聲落地。這類“翻車”也折射出腦機(jī)接口技術(shù)從“實(shí)驗(yàn)室理想環(huán)境”走向“現(xiàn)實(shí)復(fù)雜場(chǎng)景”的差距。

從單點(diǎn)突破走向“多點(diǎn)開花”

柔性硬膜外腦機(jī)接口系統(tǒng)、聚焦腦深部電刺激技術(shù)的“大腦起搏器”、超百通道侵入式柔性腦機(jī)接口系統(tǒng)……賽場(chǎng)之外，7家企業(yè)發(fā)布了5款侵入式新產(chǎn)品和2款非侵入式新產(chǎn)品，涵蓋神經(jīng)調(diào)控、視覺重建、運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)、睡眠干預(yù)等領(lǐng)域，這也顯示了我國(guó)腦機(jī)接口技術(shù)從基礎(chǔ)研究向臨床應(yīng)用的跨越性進(jìn)展。

“第一次看到患者如此自如地控制輪椅，仿佛在做夢(mèng)，我們四年的日夜努力，都值得了?！鄙虾ｋA梯醫(yī)療科技有限公司執(zhí)行董事兼首席產(chǎn)品官?gòu)埵缽?qiáng)這樣感嘆。會(huì)上，階梯醫(yī)療發(fā)布了“閉環(huán)超低損傷深腦神經(jīng)刺激系統(tǒng)”和“無(wú)線高通量侵入式腦機(jī)接口系統(tǒng)”兩款新產(chǎn)品。

上述能自由操控輪椅的患者就是通過(guò)“無(wú)線高通量侵入式腦機(jī)接口系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)的，在演示視頻中，癱瘓患者能夠通過(guò)腦機(jī)接口絲滑地控制自己所坐的輪椅朝各個(gè)方向前進(jìn)，還能夠通過(guò)腦控讓機(jī)器狗在室內(nèi)行動(dòng)。據(jù)了解，該植入體僅瓶蓋大小，目前已完成數(shù)例臨床植入，主要適用于ALS（漸凍癥）晚期、高位截癱、半癱、截肢等患者。

“閉環(huán)超低損傷深腦神經(jīng)刺激系統(tǒng)”主要針對(duì)帕金森病、癲癇等難治性神經(jīng)疾病，對(duì)患者而言，將提供一種創(chuàng)傷更小、療效更優(yōu)且穩(wěn)定的治療選擇，減少藥物依賴和并發(fā)癥，計(jì)劃于2027年啟動(dòng)首次人體植入臨床試驗(yàn)。

憑借在視覺重建賽道上的成果，明視腦機(jī)研發(fā)的植入式腦機(jī)接口視覺重建系統(tǒng)，融合了虛擬現(xiàn)實(shí)與多通道神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，通過(guò)RV-IPG刺激模塊與VPU處理單元協(xié)同工作，輸出精準(zhǔn)電刺激信號(hào)并結(jié)合虛擬場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)視覺功能評(píng)估與重建干預(yù)。

在明視腦機(jī)展位，觀眾可直觀感受未來(lái)視障患者“眼中”的世界?！拔覀儾皇腔謴?fù)失明患者原來(lái)的視覺，而是給他們一雙新的眼睛?！敝锌圃鹤詣?dòng)化所副研究員、明視腦機(jī)創(chuàng)始人&CEO劉冰介紹，通過(guò)將電極植入視障患者視覺皮層，配合智能眼鏡采集信息，系統(tǒng)可繞過(guò)受損的眼球與視神經(jīng)，直接在視覺皮層成像助盲人視物。

日前，明視腦機(jī)宣布首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜圖形和多種顏色的功能化交互驗(yàn)證，計(jì)劃于2026年到2028年通過(guò)擴(kuò)大試驗(yàn)范圍，在2028年進(jìn)入注冊(cè)臨床，2030年前后推出首款產(chǎn)品，幫助視障患者實(shí)現(xiàn)基本的視覺功能。

政策、平臺(tái)、數(shù)據(jù)三重發(fā)力

人的大腦僅1.3千克左右，卻有約860億個(gè)神經(jīng)元，其發(fā)育與健康直接關(guān)系生命質(zhì)量，而腦機(jī)接口技術(shù)正以從未有過(guò)的速度，撕開醫(yī)學(xué)那所謂“不可能”的邊界。

國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)副主任張學(xué)敏在會(huì)上表示，目前上海已在腦機(jī)接口全鏈條創(chuàng)新中走在前列，在柔性電極、信號(hào)解碼、產(chǎn)業(yè)集聚等方面取得了一系列重要進(jìn)展，為全國(guó)樹立了示范標(biāo)桿。

“手術(shù)第五天，患者就能用意念控制鼠標(biāo)移動(dòng)；17天后，操作精度達(dá)到5.2EPS（腦機(jī)接口系統(tǒng)在神經(jīng)調(diào)控與信號(hào)處理中的精度指標(biāo)），和馬斯克團(tuán)隊(duì)的Neuralink系統(tǒng)處于同一水平?！痹诖髸?huì)主論壇上，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院院長(zhǎng)毛穎展示了一段視頻，畫面中，一名癱瘓8年的患者通過(guò)全植入式腦機(jī)接口，流暢地操控鼠標(biāo)玩貪吃蛇，機(jī)械手套隨著他的意念，精準(zhǔn)完成“抓握—放下”等動(dòng)作。

在毛穎看來(lái)，腦機(jī)接口發(fā)展目前面臨的一個(gè)主要瓶頸是腦電解碼能力，急需開發(fā)可泛化的腦電編碼—解碼框架。而腦電大模型憑借持續(xù)提升的腦電解碼能力，逐步成為科研人員與臨床醫(yī)生的得力工具，其研發(fā)離不開海量數(shù)據(jù)的預(yù)訓(xùn)練支撐。

在上海市科委支持下，在確保數(shù)據(jù)安全的前提下，華山醫(yī)院牽頭組建了腦電聯(lián)盟iBRAIN，實(shí)現(xiàn)不同醫(yī)院、不同設(shè)備數(shù)據(jù)的無(wú)縫對(duì)接與高效共享。目前聯(lián)盟已入組1000例高質(zhì)量腦數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)均由神經(jīng)外科醫(yī)生采集，匹配患者臨床癥狀、腦區(qū)定位等完整信息，屬于能支撐算法迭代的“干凈數(shù)據(jù)”?！案嫒莸男盘?hào)采集、更微創(chuàng)的植入技術(shù)、更智能的信號(hào)處理、更高效的信息交互”是毛穎對(duì)腦機(jī)接口未來(lái)發(fā)展的期待。2025年1月，上海發(fā)布《上海市腦機(jī)接口未來(lái)產(chǎn)業(yè)培育方案》，明確到2027年建成全球領(lǐng)先的腦機(jī)接口創(chuàng)新中心；2025年6月，我國(guó)首個(gè)腦機(jī)接口未來(lái)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)“腦智天地”啟動(dòng)，一場(chǎng)以“腦”為紐帶的技術(shù)革命已在浦江之畔加速鋪展。

排版／ 季嘉穎