腦機接口，從實驗室到市場還有多遠？
來源：環球時報
【環球時報記者 張蔚藍 環球時報駐美國特約記者 卓然 甄翔】“絕大多數疾病或大腦問題，都可以通過Neuralink的腦機接口解決。”特斯拉CEO馬斯克日前在2024年度神經外科醫師大會上發表的這一言論引發熱議。雖然輿論對馬斯克的“豪言壯語”評價褒貶不一，但不可否認的是，隨着神經科學、計算電子學和醫學的不斷髮展，腦機接口（BCI）技術已成爲引領最新一輪科學技術發展的重要力量。在近日於湖北武漢召開的第二屆腦機接口大會上，與會中外學者專家、企業及研究機構代表，圍繞腦機接口技術的進展、未來趨勢及應用前景展開探討。《環球時報》記者赴現場採訪，深入瞭解中國腦機接口領域的發展優勢和潛力，以及學界和業界如何攜手推動這一前沿技術落地。
未來應用場景廣泛
讓聽神經損壞的病人重獲“聽覺”，讓半身不遂的病人站立，爲脊椎損傷、截癱、抑鬱症等病人帶來治療希望……這些科幻電影中的“超能力”，有可能通過腦機接口技術變爲現實。在第二屆腦機接口大會現場，相關企業帶來最新的高科技腦機產品，也有一些比較成熟的消費級產品問世。
例如，浙江BrainCo強腦科技公司展示的Easleep深海豚腦機智能安睡儀，這是一款用於改善睡眠質量的腦機接口產品。其外形像一個眼罩，利用精準腦電檢測技術，結合人工智能算法，解譯大腦在不同睡眠階段的神經信號狀態，以改善用戶睡眠質量。博睿康醫療科技（上海）有限公司展示了一款硬幣大小的腦機接口產品。據介紹，這款產品是該公司與清華大學洪波教授團隊合作開發，已植入多位癱瘓病人大腦，讓他們能夠完成下牀坐輪椅、端起水杯喝水等動作。目前該產品仍處於臨牀試驗階段，預期將通過多中心臨牀試驗後取得三類醫療器械註冊證。記者還注意到，在一個展臺前，體驗者通過戴上頭套和傳感器，就可以用腦電信號控制電動輪椅的移動。
對於腦機接口這種前沿技術的定義，中國科學院院士趙繼宗解釋說：“腦機接口是一個技術系統，它建立了大腦與計算機或其他外部設備之間的直接通信通道，使個體無須經過肌肉運動或神經系統，直接用大腦活動來控制外部設備或應用。”在醫學領域，腦機接口技術作爲創新性研究方向，在治療神經系統疾病、促進患者康復和改善生活質量方面具有重要意義。他表示：“腦機接口爲神經系統疾病治療開闢了新思路，未來將在運動功能及感官恢復增強、癲癇監測治療、抑鬱症診治等方面提供幫助。”
美國數字趨勢網日前梳理了腦機接口技術探索的兩大方向：一是非侵入式的體外腦機接口，通常是用體外傳感器收集腦電波並與腦機接口設備連接，這種方式無須腦部手術植入設備；二是植入式腦機接口，該技術應用靈活便捷，能充分發揮腦機接口的優勢，前期探索應用已取得不少成果，也成爲未來發展所重點看好的方向。
據瞭解，未來腦機接口技術應用廣泛，除了在醫學領域可幫助身體受限的病患提高生活質量，在工業領域，可以幫助工人更有效、更安全地控制機器設備；藝術和娛樂領域，在交互式藝術品、視頻遊戲和虛擬現實環境中有很多應用場景，能讓人更加身臨其境。
“中國腦機接口發展整體上與世界同步”
目前，腦機接口技術的應用主要集中在醫療科技領域，仍處於初步探索階段。摩根士丹利10月發佈的研報稱，腦機接口技術有望在5年內實現商業化發佈。該報告稱，到2035年，植入式腦機接口業務營收規模有望接近15億美元；到2041年，該業務年營收規模有望達到10億美元。
目前在腦機接口領域最火的公司莫過於馬斯克旗下的Neuralink。今年1月，該公司完成首例人類大腦設備植入手術。手術幾個月後，Neuralink披露的患者最新情況顯示，他能用大腦控制筆記本電腦打遊戲，一開始是玩比較簡單的國際象棋，後來發展到能操控相當複雜的遊戲《文明6》。今年8月，馬斯克宣稱Neuralink已成功爲第二位患者植入腦機設備。他還透露，如獲監管放行，將在今年底前再完成8例腦機植入手術。近日，馬斯克在一場公開活動中高調錶示，智能手機已過時，未來屬於腦機交互技術。
除Neuralink外，還有一些初創企業如Precision和BrainGate等也紛紛加入該賽道。Precision研發的“第七層皮質接口”是一種介於侵入性和非侵入性之間的腦機接口，雖然需要開顱，但設備不會深入腦組織，而是放置在大腦表面。Precision還提出，腦機接口設備不光能用來治病，還能通過植入設備幫人快速掌握技能。該公司高管甚至說，對未來還要工作35年、後續壽命還有50年的年輕人來說，花上一兩年的工資安裝腦機接口設備，提前掌握未來工作技能，不失爲一種好的選擇。
接受《環球時報》記者採訪的中外專家均表示，中國腦機接口領域的研究正快速發展，具有巨大潛力和優勢。清華大學爲先書院院長洪波在接受《環球時報》記者採訪時表示，中國腦機接口技術的研究雖起步較晚，但發展速度很快。近年來，我國腦機接口技術正在向臨牀轉化，已經做了很多重要工作。洪波介紹，在無創腦機接口方面，頭戴式腦電帽能幫助中風患者康復，已有很多患者受益。另一大類是植入式腦機接口，信號更強，康復效果更好。“我們團隊已經完成了3例臨牀。在不久的將來，中風引起偏癱、脊椎損傷引起截癱的患者，甚至漸凍症患者，都會受益於這項技術。在研究者、臨牀醫生以及國家藥監部門的共同努力下，中國在植入式腦機接口臨牀實驗方面已經走在了世界前沿，尖端技術有望逐步應用於日常生活。”
天津大學副校長明東認爲，中國腦機接口發展整體上與世界同步，在無創腦機接口發展方向上具有領先優勢。中國在指令維度、信息傳輸速度和識別精度方面處於世界領先水平。
加拿大工程院院士、智慧生物醫療器械領域科學家穆罕默德·薩萬接受《環球時報》記者採訪時表示，中國在腦科學領域擁有豐富的研究資源和充足的支持，技術發展迅猛，已能與西方比肩，成爲推動人類對大腦奧秘進一步探索的重要力量。奧地利籍復旦大學客座教授格爾溫表示：“中國在腦機接口領域顯然已經取得了巨大進步，我很看好中國未來在神經技術與腦機接口產業方面的發展。”
面臨人才、倫理、隱私等多方面挑戰
衷華腦機公司首席科學家、董事長黃立接受《環球時報》記者採訪時表示，儘管腦機接口技術仍處於起步階段，但它已不再是遙不可及的未來，而是一個非常現實的領域。黃立稱：“全國醫工交叉方面的企業、醫院、高校，都對腦機接口高度關注，大家認爲這一行業很快會迎來拐點。國產腦機發展迅猛，抵達臨牀應用‘百米的最後一步’。”他表示，希望未來3-5年內大部分腦神經相關科技成果產生在中國、應用於中國，推動我國腦機接口技術和產業躋身國際領先行列。
腦機接口技術雖然前景廣闊，但也面臨不少挑戰。“產業需求和人才供給不匹配的矛盾很明顯。”明東認爲，當前必須加大人才供給，特別是自主培養的人才。面對“供需不平衡”，天津大學今年新設立了腦機接口專業方向，迎來首批本科生。明東認爲這“遠遠不夠”。“目前只到研究生階段的人才培養還滿足不了發展需要，我們希望實施創新的人才培養體系。”
明東表示，腦機接口專業正在形成一門全新的交叉學科，從底層理論研究、技術突破到核心部件研製及示範應用。針對全產業鏈的需求，學界需要加大人才供給力度，構建覆蓋理論研究到技術前端的完整人才培養體系，爲產業的可持續發展提供有力支撐。格爾溫也發表類似觀點，他認爲：“現在還需要一些時間來教授臨牀醫生，並將這項技術引入到醫學領域。”
“不僅是人才培養，倫理、標準都值得我們關注。”明東還表示：“無論國際形勢如何變化，我們都應該在關鍵核心技術領域堅定不移走自主創新之路。”在他看來，腦機接口就位列其中，一定要努力將全產業鏈條牢牢掌握在自己手中。
洪波認爲，從前實驗室裡只種自己的“一畝三分地”，現在腦機接口產業聯盟推動了這個創新鏈條的打通，讓實驗室和企業一起討論怎麼把產品做出來，而不是論文發了就束之高閣。
香港科技大學腦機接口專業博士張昱廷在展廳體驗了一款幫助人們提升專注力的多模態腦機AI頭環。他告訴《環球時報》記者，作爲科研人員，不僅要關注技術，還要關注技術與產業如何關聯，只有做出高質量的產品，才能讓普通百姓受益。
美國數字趨勢網認爲，2024年是腦機接口技術大爆發的一年，但這場技術革命剛剛開始，後續發展還面臨着諸多挑戰。首先，腦機接口設備的長期穩定性存疑，可能發生機械故障，使用壽命有限。其次，腦機接口設備的使用需要大量培訓校準，用戶要通過大量練習纔能有效操控設備。當然，作爲一種新興試驗性技術，腦機接口設備的成本不菲。尤其不容忽視的是，腦機接口技術涉及隱私問題，該設備植入大腦後收集人的情感、意圖、想法等數據，保障數據安全至關重要。此外也有專家提前預警說，要提防強制給人安裝腦機接口設備，對人進行遠程操控。