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如果在當前科研計畫中評選「最科幻技術」，腦機介面必然榜上有名。許多人對它的理解，還是從科幻電影裏開始的。一根數據線將我們的大腦與網路相連，「意識」就可以操控外部裝置實作「所想即所動」。不久前，這科幻的一幕真的成為現實。
上海華山醫院，一位因車禍導致癱瘓的患者，透過意念控制氣囊手套拿起杯子喝水。看似簡單的動作，背後是怎樣的突破？除了造福病患，腦機介面還將連向哪些未知空間？
腦機介面可以幫助哪些患者
上個月，上海首例腦機介面產品臨床試驗植入手術在華山醫院順利完成。此例手術患者年齡38歲，因車禍造成頸椎脊髓損傷，手部無法抓握，無法站立，4年康復無改善。透過神經外科手術，一個硬幣大小的腦機介面體內機被嵌入顱外骨，成功采集到了患者大腦中感覺運動區域的神經訊號。
根據華山醫院套用神經技術前沿實驗室主管吳澤翰的介紹，最近患者進行了術後體檢，各項指標完全正常，患者的傷口和康復效果良好。接下來會透過一些對指訓練，來嘗試拿取一些更小的物品，未來也會讓患者去做一些控制電腦滑鼠、控制輪椅等方面的訓練。
這款讓癱瘓病人重獲新生的腦機介面產品由博睿康醫療科技（上海）有限公司與清華大學生物醫學工程學院洪波教授團隊合作開發。與埃隆·馬斯克旗下Neuralink公司的腦機介面產品不同，這款腦機介面產品采用半侵入式設計，植入位置就在顱骨上方、頭皮下方。硬腦膜位於顱骨下方，相當於雞蛋包裹蛋清的那層膜。由於不開啟硬腦膜，如何精準捕捉腦電訊號成了這款產品的難點。
腦機介面是當前全球科技領域的熱門賽道之一，按植入條件可分為非侵入式、半侵入式和侵入式。如何更好理解腦機介面不同技術路線之間的區別？上海市未來產業腦機介面專委會主任委員、腦虎科技創始人兼首席科學家陶虎教授解釋稱，腦機介面作為未來產業和前沿技術，大家關註的技術方向區別很大。「不過這些技術方向並沒有優劣之分。技術最終落地，取決於不同套用場景下的穩妥選擇。」
「侵入式腦機介面，其優勢是電極與大腦的神經元近距離接觸，能進行高通量、高品質的神經訊號采集，但組織損傷、炎癥反應等風險比另兩種技術路線高；非侵入式腦機介面技術風險很低，但能夠提取的大腦訊號精度較低，能完成的功能受限。在腦機介面訊號效能和病患創傷之間取得平衡，讓患者最大限度受益，可以說是這個行業的‘第一倫理’」，陶虎說。
腦機介面還能做些什麽
近年來，得益於材料技術、人工智慧等技術的快速發展，腦機介面的研究和產業落地，駛入「快車道」。根據中國資訊通訊研究院提供的數據，國內腦機介面相關企業中，超半數都聚焦在醫療領域。據預測，這一市場在2030到2040年間將膨脹至千億美元。
在陶虎看來，腦機介面覆蓋的產業面非常廣泛，僅在醫療行業，比如青少年的自閉、中青年的抑郁、中老年的癡呆、全年齡段的漸凍癥，因腦疾病引起的失明、失語等，這些患者未來都可以受益於腦機介面這項技術的套用。
中國腦損傷發病率為每10萬人12.99例，中重度致殘率為10%。抑郁癥和焦慮癥的發病率接近7%，艾爾茨海默病的發病率為6%。腦機介面可以在改善這類神經系統疾病患者的生活品質方面發揮重要作用。
在教育領域，腦機介面技術可為每個學生提供高度客製化的學習體驗，準確記錄他們的腦電波模式，深入分析認知功能和情緒反應。該技術可即時監測學生的註意力和學習狀態，使教師能夠根據學生的學習速度和理解能力調整教學內容和教學方法。腦機介面還能監測記憶鞏固過程中的腦電波活動，幫助教師最佳化學習任務的安排，促進長期記憶的形成。
此外，從全球各腦機計畫所描繪的藍圖來看，未來在遊戲娛樂等領域也存在廣泛的套用場景。為此，今年工信部、教育部、科技部等七部門還釋出了【關於推動未來產業創新發展的實施意見】，其中將腦機介面與6G、量子電腦等一同列入十大標誌性產品。陶虎指出除了醫療產業以外，消費、娛樂、教育等等領域的套用一般采用非侵入式腦機。
隨著相關研究的逐漸增多和產品的日趨成熟，腦機介面研究的倫理問題開始受到關註。2024年2月2日，中國科學技術部在其官方網站釋出【腦機介面研究倫理指引】，以供相關科研機構和人員參考。這是中國首次專門編制關於腦機介面研究的倫理指引檔。
上海能「領跑」腦機介面嗎
在科學家們眼裏，人類可以透過腦機介面技術攀登四層「金字塔」，逐級「改造」人類，實作「前進演化」。第一層既修復，既透過心念操縱機器，讓機器替代人類身體的一些機能，修復殘障人士的生理缺陷；第二層是改善，透過腦機介面，改善大腦執行，讓我們時刻精神抖擻、註意力集中、思維敏捷，清醒高效地去做一件事。
經過這兩層，後面的事，就越來越科幻了。比如第三層溝通，有了腦機介面，人類不用語言，僅靠大腦中的腦電訊號就可以彼此溝通，實作「無失真」互動。到了第四層永生，將會是人類記憶和意識的移植，最終實作人類意識和記憶在數位世界的永生，像電影【流浪地球II】裏圖恒宇的女兒一樣。
2024年8月6日，馬斯克的Neuralink成功為第2位受試者植入腦機介面裝置，預計年內將執行更多人體植入手術，向商業化靠近。9月，馬斯克的腦機介面公司已獲得FDA對「盲視」計畫的突破性醫療器械認證；該計畫用於幫助盲人恢復視覺重見光明。
陶虎認為，就目前看到的國內和歐美科技強國在腦機介面這個領域，根本技術上沒有代差。甚至在單點技術上，國內某些團隊可能還有一些優勢。怎麽能夠把這些點結合在一起可能是更需要關註的方向。
上海有三大戰略先導產業，人工智慧、積體電路、生物醫藥。腦機介面正好是在三大戰略產業的一個交叉點。陶虎說上海，包括長三角有著嚴謹活潑的氛圍，政府很早就鼓勵科研方，包括公司企業，跟檢驗所、藥監局、醫院坐在一起來探討新技術，如何去檢測、怎麽去註冊、怎麽去做臨床。這樣可以更好地安全有效地快速推動它。長三角，特別是上海對待新興技術獨特的開放包容，也是足夠自信的一個表現。
目前全球還沒有哪個國家對腦機介面的技術標準和安全標準給出明確、系統的政策法規，這對中國來說既是一次制定全球標準的機遇，也面臨著技術、倫理等方面的難題。我們也期待各方群策群力，讓腦機介面的發展給日常生活帶來更多可能。
看看新聞記者: 陳怡
編輯: 陳怡
責編: 趙歆
