早上醒来，你躺在床上，心里意念一动，灯就开了，咖啡机开始煮咖啡；继续赖床的你，心里再默默下指令，隔壁书房里的电脑自动开机并登录微信、抖音、B站、小红书……这是脑机接口为你塑造未来生活的冰山一角。

　　“脑机接口”这个词，最近又在热搜榜上居高不下。

　　1月29日，伊隆·马斯克在社交平台表示，他的脑机接口公司“神经连接（Neuralink）”的首款脑机接口产品“心灵感应（Telepathy）”进行了首例人体移植，移植者恢复良好。

　　同日，清华大学与宣武医院团队宣布，全球首例通过植入式硬膜外电极脑机接口的四肢截瘫病例，实现了自主脑控喝水。

　　在人类的语言与文字面前，脑机接口技术今天看似还很原始、笨拙，但有望带给人类一种全新交流方式——用意念直接交流。

　　自区块链、AI大模型、量子计算之后，脑机接口大有成为下一个全球风口之势，预计未来10到20年的产业价值将达2000亿美元，妥妥的“万亿蓝海”。

　　四年前，浙江大学脑机接口临床转化研究团队曾在72岁的高位截瘫患者张大伯身上，完成了我国首例植入式脑机接口临床转化研究。记者近日邀请团队负责人之一、浙江大学医学院附属第二医院神经外科副主任朱君明，为大家详解神奇的脑机接口技术。

　　为何要发展脑机接口

　　脑机接口（Brain-Computer Interface，BCI）是指通过在人脑神经与外部设备（包括电子和机械设备）间建立直接连接通路，来实现神经系统和外部设备间信息交互与功能整合的技术。脑机交互是人机交互的终极手段。

　　朱君明介绍，科学家最初研究脑机接口技术的动力，来自于医疗领域，帮助那些因高位截瘫、肌萎缩侧索硬化、闭锁综合征等重度运动功能障碍患者，重建肢体运动、语言等功能。

　　事实上，迄今脑机接口的最主要领域，也都是在临床康复实现高级脑功能重建。

　　朱君明认为，另一个更重要的目的，是把脑机接口当做探索大脑奥秘的研究手段。“人类的记忆怎样形成？记忆能不能移植？都要通过脑机接口的进步来研究探讨。”

　　近年来，人工智能技术的潜在风险浮现，很多有识之士都对此发出警告。马斯克说，人工智能是“关乎人类文明存亡的最根本风险”，而保持与机器智能同步的最好办法，是升级人类智能。

　　2016年7月马斯克创立了“神经连接”（Neuralink）公司。在2018年11月的一次采访中，马斯克说，该公司希望“重新定义未来人类的样子”，帮助人类“实现与人工智能的共生”。

　　据朱君明介绍，脑机接口技术中主要是植入式和非植入式两大类。

　　植入式脑机接口需要通过手术在大脑中植入电极或芯片，记录大脑局部场电位、单个神经元的活动和多个神经元活动。植入式获取的大脑信号质量好，时间和空间解析度高，可取得比非植入式更好的性能。但因为开颅手术风险较大，目前植入式在动物上应用较多，对人类的研究多限于瘫痪病人等特殊群体。

　　非植入式脑机接口无需动手术，直接从大脑外部采集大脑信号。常用的非植入式信号有头皮脑电（EEG）、功能近红外光谱（fNIRS）和功能核磁共振成像（fMRI）等，其中以EEG最为常见。EEG通常由头戴脑电帽通过电极从头皮上采集。

　　相对于植入式，非植入技术在日常生活中的应用也将更为广泛，发展前景巨大。

　　未来应用市场在哪里

　　浙江很早便开始了“读心”的探索，脑机接口技术也已跻身先进水平——

　　早在2006年，浙大团队实现了电极植入大鼠脑部的动物导航系统，让大鼠按照指令走迷宫；

　　2012年，浙大团队在猴子脑中植入微电极阵列，成功提取并破译了猴脑关于抓、勾、握、捏四种手势的神经信号，使猴子能通过自身“意念”直接控制外部机械手臂。

　　2014年，浙大团队在人脑内植入皮层脑电微电极，实现“意念”控制机械手完成高难度的“石头、剪刀、布”手指运动，创造了当时的国内第一。

　　2020年1月16日，求是高等研究院“脑机接口”团队与浙大二院神经外科合作，完成国内首例植入式脑机接口临床研究，填补了国内空白。

　　在这项实验中，72岁的张大伯用意念精准控制机械手臂，把油条、可乐送到自己嘴边，还能与医生握手。

　　2021年4月，首位接受我国自主研发的首款闭环神经刺激器植入手术的癫痫患者，在浙大二院出院，实现脑机接口应用新突破。

　　世界上第一款脑机接口AI假肢——中国强脑科技公司的BrainRobotics假肢，被《时代》周刊列入“2019年度最佳发明榜单”。它使用一种能让用户与假肢互相学习的算法，让人的操作熟练度不断提升，同时使用8通道肌电信号传感器，可做出精细的操控指令，甚至可以操作无限种手势。一位测试用户通过该假肢，与郎朗表演了四手联弹。

　　陈天桥雒芊芊研究院的脑机接口项目，让瘫痪病人用意念精确控制机械臂，甚至模拟了触觉。

　　前不久，朱君明参加了一次专家鉴定会，由中科院上海微系统与信息技术研究所副所长陶虎创办的脑虎科技公司，使用蚕丝蛋白制作的柔性电极达到Neuralink同等水平，植入创伤、长期在体安全性甚至超越了Neuralink。

　　据文汇报报道，脑虎科技（NeuroXess）是中国对标Neuralink的公司，去年2月起多次使用柔性电极实现患者短期植入，并采集到高质量神经元Spike信号。

　　陶虎认为，2024年脑机接口领域可能会在重大脑疾病的临床诊断上取得突破性进展，而未来脑机接口最大的市场，在于增强健康人大脑功能的消费级应用。

　　是异化还是涅槃

　　虽然不如人工智能那样具有颠覆性，但脑机接口技术依旧面临着许多困难和挑战。

　　中国自动化学会混合智能专家委员会副主任、复旦大学计算机学院张军平教授表示：“脑机互联还面临很多技术和伦理方面的问题，在这方面，人类应该慎之又慎。”

　　比如，技术上首先遇到的难题是，除了如何接收和识别各种不同的脑电波以成功提取人的准确意念外，还需要让使用者学会如何自我调节大脑活动，以便成功地操作这类技术，因为任何杂念和干扰都可能让意念操控机器差之毫厘、失之千里。

　　前述浙大团队实现意念控制机械手完成“石头、剪刀、布”动作，就遭遇了很大困难，团队采用循序渐进的训练方法，训练耗费了4个多月时间，才获此成果。

　　植入式接口最大的挑战则是手术如何把对脑部的损伤降到最低，因为传统金属材质的电极植入人脑，可能导致严重的排异反应。并且随着植入时间延长，穿刺电极被炎症细胞包裹，理论上会导致信号缺失。

　　好在从2015年以来，人类逐步制造出越来越好的柔性电极，越来越能被大脑组织所接纳。

　　朱君明说，人类大脑拥有多达800~1000亿个神经元，而现有的脑机接口技术能植入大脑的电极才刚刚超过1000个，人类距离了解大脑这个最复杂的器官，差距实在太大了。

　　电极植入部位如何精准选择？信号如何有效分析？在信号控制、微制造等领域，我们也将面临前所未有的挑战。

　　更长远的问题在于，人机结合是有益于一小部分人，还是大部分人？

　　如果商业化以后购买这一产品的价格极为昂贵，那么富有者就能凭借这一技术极大强化自身能力，在人群中产生两极分化，那就违背了人们的美好初衷。

　　在技术加持下，人类对“机械飞升”的想象，还有很多路要走。