从实验室到产业化,脑机接口将科幻变为现实

来源:中新社 我们中国人有一个充满祝福的成语,叫做“心想事成”。如今,“心想事成”正通过一种独特的技术逐渐实现,这就是“脑机接口”。什么是脑机接口,它能做什么?例如,如果一个人中枢神经系统损伤,无法控制手部动作,脑机接口技术可以辅助手部抓握,恢复患者的手部功能;下肢运动功能障碍的患者可以利用脑机接口控制外骨骼重新行走。这些以前只能想象的场景,现在依靠脑机接口技术在现实中上演。 “十五五”规划建议明确提出脑机接口是未来六大产业之一,已成为新的经济增长点。它将进一步推进脑机接口的发展实验室走向产业化,在技术的支撑下,“想法”将“照进现实”。脑控汽车驶过复杂的轨道,脑控机械臂握住并放置积木……不久前召开的2025脑机接口大会上演了许多“科幻”场景。来自全国各地的数十支脑机接口团队带来了不同的解决方案,在脑电解码、运动控制等场景下展开了一场真正的系统性能和稳定性比拼。众多创新科技企业也将新型脑机接口技术搬上舞台,充分展示了脑机接口技术的最新用户。那么,脑机接口到底是一种什么样的技术呢?为何受到如此多企业和科研机构的关注?通俗地解释一下,我们人体的大部分动作都是依靠大脑产生的信号指令。这些说明适用于通过遍布人体的神经网络来控制人体的活动。脑机接口技术可以通过捕捉大脑产生的脑电信号并将其转换为机器可理解的指令,实现大脑与外部设备的直接通信。中国信息通信研究院知识产权与创新发展中心主任李文宇:我可以直接向外界表达我大脑的想法,也就是人类的意识,而不需要用手、眼睛或嘴巴。比如,使用脑机接口后,我的车辆控制信息可以直接发送到车辆上。车辆可以根据大脑意识控制一些运动行为,比如前进、后退、左转、右转等装置。可以实现对思想的直接控制;另一方面,脑机接口还可以用于进行神经调节和治疗人类的某些神经系统疾病。虽然听起来很神秘,但做起来也相当困难。专家告诉我们,因为在我们的大脑中,数百亿个神经元像星系一样相互连接,共同控制着人类的运动和感知,所以脑机接口技术不仅要准确识别大脑的编码,还要找到跟上动作的方法。李文宇介绍,目前脑机接口主要存在三个难点:一是如何获取大脑信号,脑信号非常微弱,获取难度很大;二是如何获取大脑信号。第二是如何理解大脑信号。大脑中大约有900亿个神经元,但目前能够获取的大脑信号可能是大脑中的几十个、几百个、甚至一千多个神经元信息;三是如何调节大脑信号,调节大脑。这些信号可以帮助我们治疗一些神经系统疾病。如何监管,从何监管监管、监管多少仍然是一系列未解决的科学问题。 “十五五”规划建议明确呼吁“前瞻性布局未来产业”,推动脑机接口成为新的经济增长点。那么,既然有这么多困难,为什么还要大力推动脑机接口产业的发展呢?国务院发展研究中心产业经济研究部副主任徐兆元:一个原因是,经过多年培育,一系列脑机接口关键技术取得了突破,一些重要产品取得了令人兴奋的临床进展,为进一步产业化奠定了基础。另一方面,脑机接口是一个高端产业,涉及脑神经、人工智能、芯片、临床医学等多个学科。脑计算作为未来产业的发展接口产业不仅将发展脑机接口本身,还将为许多其他相关产业的进一步创新和升级提供重要的驱动效应。中国信息通信研究院、脑机接口产业联盟发布的《脑机接口技术与应用研究报告(2025)》指出,目前全球脑机接口市场规模已达数十亿美元,预计到2030年将突破百亿美元。根据麦肯锡单独在医疗机接口的计算中预计仅在医疗应用市场上的应用市场规模计算,脑机接口应用市场规模已达数十亿美元。计算是独立的。 2030年将达到400亿美元,预计到2040年将超过1450亿美元。这无疑是全世界都在抢夺的巨大市场。徐兆元介绍,这将是不同行业、不同国家之间哈拉拉普产业竞争的主要高度,因此目前许多国家都在加大投入,力图占据该领域技术发展的领先高度。我国在该行业的发展上有许多独特的优势。比如创新方面,我们有很多创新人才和研发机构;从工业来看,我国工业门类最齐全,产业支撑能力较强,工业基础条件较高;从情况来看,中国拥有世界上人口最多、最富裕的情况,可以为相关产业带来很大的市场空间。面对正在席卷全球的市场,要发展创新脑机接口技术,首先需要精准提升关键技术的研发水平。记者看到最新突破清华大学教授:采用“生物隐形”技术的脑机接口关键部分——“拟态组织支架神经电极”。作为侵入式电极,需要植入人体,因此需要最大程度地防止人体的排异反应。清华大学生物医学工程学院助理教授戴晓川:与这个头发相比,这里的半透明薄膜看起来像蝉翼,是仿组织支架神经电极。这里有很多非常细的细丝,我们可能看不太清楚。这是因为这些细丝的尺寸比人类头发丝小一百倍。这种“仿组织支架神经电极”的三维多孔结构,可以防止神经细胞像“回家”一样自然地“钻进”,完全避免了机体的排斥反应,达到了隐形的效果。从而实现长期安全和信号稳定干扰后的问题很难解决。问题基本解决了。加快研发突破、抓住机遇,不仅需要创新技术突破,更需要全产业链融合发展。国务院发展研究中心产业经济研究部副主任徐兆元:脑机接口的发展需要上下游产业链的充分配合。它需要一系列基础材料、基础组件、基础软件的支持。它需要多学科、跨部门的合作与协作。同时,脑机接口的产业发展也将增加其自身对各行各业、各行业的需求,并会带动从硬件到软件各学科的不断迭代升级。为了把这个基础打得更加牢固,创新技术需要人才。在天津大学,脑机接口专业的学生上课,不仅有理论课,还有脑控航天器交会对接实验、电刺激驱动上肢精细运动实验等丰富多样的实践课。天津大学副校长、海河脑机交互与人机融合实验室主任 董明:我们把脑机接口作为主攻专业,鼓励学生在脑机接口这个比较长的链条上,根据自己的兴趣爱好,去关注一个领域。比如脑机+智能医学工程、脑机+集成电路、脑机+人工智能、脑机+临床医学,所以我们的学生不仅有足够的知识和跨学科融合能力,而且有专业知识。 2024年9月,天津学校开设全国首个脑机接口本科专业,加强理论与实践的深度融合,为脑机接口产业发展储备高素质专业人才。天津大学副校长、脑机交互与人机融合海河实验室主任 董明:天津大学目前有医学院作为该专业的主体。还与微电子学院、智能与计算学院、自动化学院甚至机械工程学院合作,培养高复合型人才,为国家未来关键战略需求培养我们自己的顶尖人才。技术是基础,人才是关键,实际应用才是产业发展的前景。我们来看看目前脑机接口在我国的一些应用情况。一位患者苏2022年,因脊髓损伤导致四肢瘫痪。2025年6月,患者被植入科研团队研发的脑机接口系统。起初,经过2至3周的训练,患者可以用意念控制电脑光标、平板电脑等电子设备。在此基础上,研究团队通过引入更多新技术,成功将脑机接口的应用场景从二维屏幕拓展到三维物理世界。中国科学院脑科学与智能技术卓越中心研究员赵正拓:被植入的人可以将机器狗作为身体的延伸,作为自己的智能代理设备。他可以用意念控制机器狗去楼下捡快递,也可以通过意念控制轮椅下楼散步。这极大地丰富了他的生活。据报道,系统目前可以让用户通过大脑的“意念”达到接近普通人使用手机、电脑的操作速度,并首次具备了控制智能机器人的能力。脑机接口技术也为语言障碍患者带来了希望。今年,北京精宣武医院联合北京脑科学与脑融合研究所完成了全球首个无线植入式中文脑机接口的临床试验。系统解码了62个与日常生活密切相关的单词。借助人工智能语言模型,因ALS而失语的受试者可以完成“我想吃饭”等句子的表达。专家表示,随着脑机接口技术的不断发展,甚至未来它也将在更多的药物中发挥作用。李文宇 中国信息研究院知识产权与创新发展中心主任n、通信技术:脑机接口在教育、安全生产、交通等方面也能发挥其作用。随着脑机接口逐渐走进我们的生活和工作,更多的应用场景将会出现,产生应用执行、数据积累、技术迭代等更多场景的正向迭代。为了让新技术扎实走上“快车道”,政策不断尝试。 2025年7月,工业和信息化部等七部门印发《关于促进脑机接口产业创新发展的实施意见》,明确提出至2027年、2030年的相关阶段性目标,为脑机接口技术创新和产业发展提供前瞻性规划和政策引导。同时,今年起,北京、上海、四川、山东等地陆续发布政策文件nts专注于脑机接口的创新发展,为行业快速发展提供保障。政策趋势到来,行业机遇显现。我们期待未来脑机接口取得新突破,打造高科技产业,让更多科幻成为现实,为经济发展注入新动能。
特别免责声明:以上内容(包括图片或视频,如有)由自我用户dia平台“网易账号”上传发布。本平台仅提供信息存储服务。
注:以上内容(如有,包括照片和视频)由网易号用户上传发布,网易号为社交媒体平台,仅提供信息存储服务。