重塑“人机交互”，机遇与争议并存

念及科技自研脑机交互设备LinkMe （受访单位供图）

□ 本报记者 张宣 杨易臻

当地时间1月29日，美国脑机接口公司Neuralink创始人埃隆·马斯克宣布，公司团队成功进行了脑机接口设备的首例人体移植，移植者目前恢复良好。1月30日，清华大学发布消息，该校脑机接口研究团队与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。

脑机接口技术离惠及普罗大众的生活还有多少距离？面对新技术带来的隐私安全、伦理审查等问题，法律法规是否能跟上脚步？

更加小巧轻便，

脑机接口设备加速落地进程

脑机接口概念距1973年被提出，至今已有50年。经过多年发展，脑机接口的应用前景日益明朗，临床医疗、大众消费、VR元宇宙……在众多行业领域，都有脑机接口的参与。

脑机接口（BCI）作为一种人机交互技术，在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，可以实现脑与设备信息的交换。北京大学智能学院研究员、北京大学分子医学南京转化研究院科学家陈婧介绍，脑机接口的信息交互可以是双向的，一方面，用户可以通过脑机接口来展示大脑思维或操控设备；另一方面，外部设备也可以通过脑机接口给用户大脑发送各种反馈信息。

马斯克创办的Neuralink，完成了首例人类大脑设备植入手术，被许多拥护者赞誉为“改变世界”，但也有科研人员指出，这一技术仍处于早期阶段。

“区别于以往试验，此次Neuralink的芯片植入最主要的特点有三点。”陈婧表示，“一是低创伤，电极全部埋在头皮之下，降低患者后续感染风险；二是高通量，微型电极阵列在脑中植入更多触点，获取大脑皮层和深部神经集群信号，获取更大信息量；三是一体化，以往许多临床试验是通过有线的方式在颅内植入电极，受试者头上连接着数据线，但此次做到了无线传输，可见在工程集成方面的优势突出。”

近年来，我国的脑机接口应用研究也如雨后春笋般兴起。2018年，在中央电视台《挑战不可能》节目中，一位渐冻症患者穿戴上由我国技术团队研发的脑控打字设备，实现“脑控打字”，引发热议。

这项技术由长期从事神经编解码和神经计算的清华大学博士、中国科学院半导体研究所研究员王毅军带领团队研发。2022年2月，中国科学院半导体所和清华大学神经工程团队核心成员创立了苏州念及智能科技有限公司（简称“念及科技”），专注于“脑机接口”软硬件技术创新及提供多行业脑机接口解决方案。

“按照其是否需要进行手术，脑机接口可以分为有创和无创两类，马斯克的Neuralink就是有创的技术路径。”念及科技市场部负责人王涛介绍，这两种技术路径各有其优缺点。有创脑机接口需要通过外科手术来实现电极的植入，虽然能够记录更精确的大脑信号，但会对人体产生损伤，存在感染的风险。念及科技目前在做的无创脑机接口，则是在头皮上采用柔性电极采集脑电信号，这种方式无创伤、无需手术，但对采集设备性能、信号分析能力有较高要求。

“为了让脑机接口技术推广到更普适的场景，念及科技采用了小巧轻便的脑机交互设备，仅重75g，即戴即用。另外，信息传输速率是当前脑机接口的关键指标，念及科技的科研团队设计的高速率视觉脑机接口编解码算法，目前保持非侵入式脑机接口通信速率世界最高水平，通信速率达到每秒1个字符，准确率达94.5%。”王涛介绍。

医疗成为最主要应用领域，

为失能患者带来“福音”

近年来，医疗健康成为脑机接口主要的产业化方向。《脑机接口技术发展与应用研究报告（2023年）》显示，全球脑机接口产业下游相关企业近350家，其中医疗行业占比达到56%。

脑机接口的各种应用，听起来科幻味十足。但实际上，它在医学上早就已经有了“雏形”。以脑电图检查为例，检查中，患者戴上脑电图仪器的“帽子”，“帽子”中配置了电极片，用以获取头皮上脑部的自发性生物电位，来获得不同的波形图，这其实就是通过仪器来“读取”脑部活动。

近期，中国电子科技集团公司第十四研究所人脑机实验室尹奎英团队与南京医科大学附属脑科医院神经内科刘卫国团队利用深度学习技术对脑电图解码，实时重构了伴有幻觉帕金森病人的幻觉影像。这一基于大脑信号的视觉重构（VRA）技术，借助深度学习技术和神经影像大数据，以图像形式 “可视化”大脑对于外界视觉理解内容的能力，为临床患者幻觉相关症状的筛查提供有效手段。

在渐冻症、脑卒中、帕金森等疾病领域，脑机接口正在成为研究热点。“最新数据显示，全球‘渐冻症’的发病率为每10万人口约有4.4人，在我国，发病人数每年都在新增。在疾病恶化过程中，渐冻症病人经常出现言语和沟通障碍，虽存在意识却无法传达，承受了很大的痛苦。”王涛告诉记者，2023年念及科技推出了脑机接口照护系统，该系统通过编译人脑神经信号并和外部设备建立连接，为用户提供了一个全新的通信手段，从而帮助一些失去语言和肢体运动功能的人群完成日常基本交流、活动，以期提高失能人群的生活质量。

此外，脑机接口技术也能赋能各种康复穿戴设备，成为脑卒中患者康复训练中的“左膀右臂”。“康复的重点，就在于能够让患者主动控制患肢，重塑神经网络的连接。而康复训练过程难以主动控制是一大难点。脑机接口的介入，可以让病人调动主动康复的意识，大幅提高康复训练的效率。”王涛介绍，念及科技推出的“多模态脑机接口康复系统”将脑机接口与外骨骼机器人相结合，通过采集、处理并分析脑电信号生成动作指令，从而控制外骨骼机械手，带动瘫痪手部进行训练。“这一设备预计在今年进入临床试验阶段，期待未来能成为患者康复的助手。”

“脑机接口能够在医疗领域获得广泛应用，主要是因为‘需求牵引’，有明确的攻关方向。脑机接口有望在许多脑部疾病的干预中都得到应用，包括自闭症、阿尔茨海默病、癫痫等。在一些药物疗效有限的情况下，采用脑机接口技术的物理治疗方法，可以监测大脑状态、有选择地刺激靶点，改善大脑的功能，这样的治疗手段在未来有着乐观前景。”陈婧表示。

“未来产业”依靠前瞻布局，

监管规范还需迎头赶上

“目前，我国在脑机接口许多细分领域的发展已经和国际齐头并进。但脑机接口作为跨学科交叉的技术，聚合了脑科学、人工智能等多种学科，如何将技术进行整合，形成先进的、有商用前景的产品，我们还有很长一段路要走。”陈婧表示。

脑机接口是未来生命科学和信息技术融合的“主战场”，江苏也正积极推动相关产学研布局。2018年，北京大学分子医学南京转化研究院落户南京江北新区，研究院在中国科学院院士、北京大学终身讲席教授程和平院士团队科研成果的基础上，搭建以高通量脑成像和新药研发为主体的公共技术服务平台。

“2021年，研究院依托南京景瑞康分子医药科技有限公司的《基于汉语言的非侵入式脑机接口编解码关键技术研发》项目，获得南京市生命健康科技专项立项。2024年1月，项目组在听觉脑电解码国际挑战赛的两项任务中分获第一名和第二名，该项赛事吸引了全球近60个参赛队伍，比赛排名证明了我们在听觉脑电解码领域已处于国际领先水平，该项目预计在今年结题。”陈婧告诉记者，脑机接口编码技术，在未来有着广阔的应用前景，如果与脑机设备进行结合，将能够投入实际应用，有望帮助渐冻症人群、脑卒中人群进行语言交流。

“在脑机接口的技术研发中，有两个关键支柱，一是理解脑的功能，二是信息编解码的技术手段。在北京大学分子医学南京转化研究院，有一支科学家团队进行脑科学的基础研究，开发用以观测大脑活动的设备，包括脑磁、超声等；还有一个掌握先进人工智能技术的类脑智能研究团队。”陈婧介绍。

科技能重塑生活，也能带来“风暴”。目前针对脑机接口应用的相关监管政策和法律法规尚未成熟，隐私安全、伦理问题也被摆在人们的面前。

今年1月，工业和信息化部等7部门联合印发了《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，围绕脑机接口等专业领域，提出制定专项政策文件、形成完备的未来产业政策体系的必要性。

2月2日，科技部发布《脑机接口研究伦理指引》，意在指导脑机接口研究合规开展，防范脑机接口研究与技术应用过程中的科技伦理风险，提出了合法合规、社会与科学价值、知情同意、隐私保护和个人信息保护、风险防控、资质要求、责任机制七方面具体要求。

《指引》还明确，增强型脑机接口指增强身体机能正常的使用者感知、认知和运动能力的脑机接口技术，一般为非侵入式，需充分考察风险和受益，适度使用，最小化对人类造成的负面影响；严格控制可能引起成瘾、影响人类正常思维和行为的研究等。

“一直以来，有关脑机接口的伦理审查非常严格，现在相关伦理指引的发布，给脑科学的研究提出了明确的方向，为今后合法合规开展脑机接口研究提供了参考。”陈婧表示，对脑机接口相关研究的明确界定和政策指引，将能引领研究者在可控范围内进一步发掘技术的积极作用。