心里剛一動(dòng)念，癱瘓的手就能聽“令”抬起、穩(wěn)穩(wěn)抓握。這曾是無數(shù)運(yùn)動(dòng)障礙患者壓在心底的夢(mèng)。如今，這個(gè)夢(mèng)離他們?cè)絹碓浇恕?/p>

3月13日，國家藥品監(jiān)督管理局正式批準(zhǔn)“植入式腦機(jī)接口手部運(yùn)動(dòng)功能代償系統(tǒng)”（簡(jiǎn)稱NEO系統(tǒng)）上市。這套系統(tǒng)只有一枚硬幣大小，通過手術(shù)植入大腦后，因脊髓損傷而導(dǎo)致手部運(yùn)動(dòng)功能受損的患者，光靠“想”，就能指揮氣動(dòng)手套輔助完成抓杯子、拿東西等動(dòng)作。

當(dāng)曾經(jīng)只在科幻電影里出現(xiàn)的“意念控物”，真的成為殘障人士重建生活的工具，很多人不禁好奇：腦機(jī)接口到底是什么？它如何讀懂我們的想法？這項(xiàng)看似“黑科技”的技術(shù)，又能給我們帶來哪些改變？為此，科技日?qǐng)?bào)記者采訪了相關(guān)專家。

在大腦與機(jī)器之間架一座“橋”

通俗地講，腦機(jī)接口就是大腦與機(jī)器之間的連接通道。我們的大腦被封閉在顱骨內(nèi)，只能依靠眼睛、耳朵、手腳等天然“生物接口”與外界互動(dòng)：感官將外界信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳遞給大腦，大腦處理后發(fā)出指令，指揮身體作出反應(yīng)。

“腦機(jī)接口的核心價(jià)值，就是當(dāng)這些‘生物接口’受損或失靈時(shí)，用一套數(shù)字化系統(tǒng)繞過它們，在大腦和外部世界之間重新架起一座直接溝通的橋梁?！敝袊茖W(xué)院自動(dòng)化所研究員余山告訴記者。

這一點(diǎn)對(duì)殘障患者來說尤為重要。比如因中風(fēng)、脊髓損傷或漸凍癥失去運(yùn)動(dòng)能力的人，大腦思維完好，只是大腦與肢體之間的信號(hào)通路被阻斷。腦機(jī)接口就能提取大腦中的運(yùn)動(dòng)指令，繞過受損部位，直接操控鼠標(biāo)、鍵盤、外骨骼或機(jī)械臂，即通過“讀腦”，讓患者“意念控物”。

同理，對(duì)于失聰、失明患者，腦機(jī)接口還能將外界的聲音、光線信號(hào)轉(zhuǎn)化為大腦可識(shí)別的電信號(hào)，直接輸入大腦，幫助他們重新獲得聽覺或視覺?！澳X機(jī)接口就是大腦與外部世界之間的‘信息高速公路’，能夠讓隔絕的信號(hào)重新流通?！庇嗌浇忉尅?/p>

歷經(jīng)數(shù)十年探索，腦機(jī)接口從實(shí)驗(yàn)室走向臨床，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。

1973年，“腦機(jī)接口”概念首次提出，科學(xué)家開始驗(yàn)證大腦直接與機(jī)器對(duì)話的可能性；進(jìn)入21世紀(jì)，該技術(shù)進(jìn)入人體試驗(yàn)階段，癱瘓患者初步實(shí)現(xiàn)了意念控制光標(biāo)、簡(jiǎn)單抓握等操作，但信號(hào)不穩(wěn)、精度不足，難以普及；2021年以來，隨著柔性材料、人工智能等技術(shù)的突破，設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性大幅提升，多款非植入式產(chǎn)品獲批上市，植入式系統(tǒng)也進(jìn)入大規(guī)模臨床試驗(yàn)，腦機(jī)接口開始真正惠及患者。

三種“讀腦”路線各有千秋

同樣是腦機(jī)接口，不同技術(shù)路線的體驗(yàn)和效果差異顯著。

根據(jù)電極植入深度和對(duì)腦組織的侵入程度，目前腦機(jī)接口主要分為三類：非侵入式、侵入式和半侵入式?！斑@三種路線各有優(yōu)劣，本質(zhì)上是精度與安全的權(quán)衡，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景?！庇嗌秸f。

其中，非侵入式腦機(jī)接口最為大眾熟知，只需在頭皮上佩戴腦電帽或頭環(huán)，不用手術(shù)，具有無創(chuàng)、安全、廉價(jià)、便捷的優(yōu)勢(shì)。但由于腦電信號(hào)需要穿透顱骨等多層組織，信號(hào)質(zhì)量會(huì)大幅衰減，只能檢測(cè)出大腦的整體狀態(tài)，比如清醒、困倦、平靜或焦慮，無法實(shí)現(xiàn)精細(xì)的意念控制。

另一條重要的技術(shù)路徑是侵入式腦機(jī)接口。它需要通過手術(shù)將傳感器直接植入大腦皮層，與神經(jīng)元“零距離接觸”，最大優(yōu)勢(shì)在于能采集到最高精度的神經(jīng)信號(hào)，幫助患者實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)抓握、意念打字等精細(xì)腦控動(dòng)作，是重癥殘障患者康復(fù)的重要選擇。不過，這種方式也存在短板：開顱手術(shù)會(huì)帶來創(chuàng)傷和感染風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)傳感器在體內(nèi)可能引發(fā)炎癥、組織包裹等問題，長期使用的安全性和穩(wěn)定性仍需持續(xù)驗(yàn)證。

為平衡精度與安全，半侵入式腦機(jī)接口應(yīng)運(yùn)而生，堪稱前兩種技術(shù)路線的“折中方案”。它將傳感器植入顱骨內(nèi)、硬腦膜外，不穿透腦組織，不僅大幅降低了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，免疫反應(yīng)也更輕微，還能獲得比非侵入式更清晰的信號(hào)，具有較大的臨床轉(zhuǎn)化潛力。本次獲批的NEO系統(tǒng)，就屬于半侵入式腦機(jī)接口。

余山認(rèn)為，未來這三種技術(shù)路線不會(huì)相互替代，而是根據(jù)不同場(chǎng)景需求，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)發(fā)展。

潛力巨大但絕非“神技”

隨著NEO系統(tǒng)等設(shè)備的上市，腦機(jī)接口在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域的潛力正在不斷釋放，但我們也必須清醒地認(rèn)識(shí)到，它絕不是包治百病的“萬能神技”。中國科學(xué)院院士、神經(jīng)外科專家趙繼宗表示，腦機(jī)接口技術(shù)正在走向臨床，但仍處于探索階段，遠(yuǎn)未到普及之時(shí)，更多是輔助康復(fù)，并不能替代傳統(tǒng)康復(fù)治療，更像是在原有基礎(chǔ)上多提供一條路徑。

“比如，通過解碼腦信號(hào)，幫助患者完成部分動(dòng)作訓(xùn)練，類似于一種更高級(jí)的‘神經(jīng)反饋+康復(fù)訓(xùn)練’。換句話說，腦機(jī)接口不是大眾普遍想象中的裝上就能動(dòng)，而是裝上之后還要學(xué)。”趙繼宗舉例道。

余山也表達(dá)了類似的看法。他認(rèn)為，腦機(jī)接口正處在從實(shí)驗(yàn)室技術(shù)走向臨床應(yīng)用的過渡階段，在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域，它是現(xiàn)有康復(fù)手段的有力補(bǔ)充。樂觀估計(jì)，未來3到5年，它會(huì)越來越多地進(jìn)入實(shí)際使用。

“目前它的潛力主要體現(xiàn)在幫助殘障人士改善生活質(zhì)量方面。另外在神經(jīng)疾病治療方面，深部腦刺激技術(shù)已經(jīng)成為治療帕金森等疾病的常規(guī)手段，新一代腦機(jī)接口技術(shù)有望進(jìn)一步提高治療效果，并拓展至癲癇、重度抑郁、意識(shí)障礙等其他疾病?！庇嗌秸f。

更值得關(guān)注的是，腦機(jī)接口還面臨倫理與安全方面的挑戰(zhàn)。一方面，大腦信號(hào)承載著個(gè)人的思想與隱私，如何防止這些信息被泄露或?yàn)E用，是亟待解決的問題；另一方面，長期將異物植入大腦是否會(huì)對(duì)腦組織造成未知損傷，也需要更多長期臨床研究來驗(yàn)證。應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，離不開完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和扎實(shí)的科學(xué)研究。