中國腦機接口應用駛向藍海

宋瑞　胡震洲

2023年8月16日，北京，工作人員在2023世界機器人大會演示腦機接口智能治療系統平臺（ 王毓國/攝）

2024年初，工業和信息化部等七部門聯合印發《關于推動未來產業創新發展的實施意見》（以下簡稱《意見》，“腦機接口”被列入未來產業十大創新標志性產品。《意見》明確要求，“突破腦機融合、類腦芯片、大腦計算神經模型等關鍵技術和核心器件，研制一批易用安全的腦機接口產品，鼓勵探索在醫療康復、無人駕駛、虛擬現實等典型領域的應用。”

在4月26日舉行的“2024中關村論壇丨腦機接口創新發展與應用論壇”上，腦機接口產業聯盟發布《2024腦機接口產業創新十大案例》，展示了我國腦機接口核心技術、關鍵產品、行業應用的最新突破。

“從對腦卒中、腦創傷、癲癇、抑郁癥等患者開展檢測、治療和康復訓練，到實時監測駕駛員或作業人員的疲勞狀態并及時提醒，再到輔助調節睡眠、緩解乘客暈車不適……這些案例顯示，當前，我國腦機接口應用百花齊放，已廣泛用于多種場景。”腦機接口產業聯盟秘書長李文宇表示，發布案例，旨在激發更多企業和研究機構的創新熱情，推動腦機接口技術不斷進步、應用場景不斷拓展。

作為搭建腦與機器溝通交流的“信息公路”，腦機接口正為我們打開通往未來的大門。如何回顧我國腦機接口發展歷程？如何點評現狀？腦機接口技術有哪些風險，還能帶給我們哪些想象？就此，李文宇接受了《瞭望東方周刊》的專訪。

李文宇

起步晚、發展快

《瞭望東方周刊》：2024年，是人類大腦腦電波被德國精神科醫生漢斯·伯杰（Hans Berger）發現的第100年。回顧這100年，我國腦機接口發展有哪些里程碑事件？

李文宇：從我國腦機接口的發展進程看，起步最早的是清華大學。

1999年，清華大學團隊開發出四目標SSVEP（穩態視覺誘發電位）腦機接口，實現了腦電控制光標移動。該團隊參加了第二、第三屆國際腦機接口會議并作學術報告，傳播我國在此領域的研究進展。

十多年后，我國腦機接口的研發成果密集落地。

2014年，南開大學、國防科技大學相繼研發“腦控機器人”系統；2016年，中國天宮二號開啟太空腦機交互實驗；2018年，清華大學團隊通過視覺腦機接口系統，幫助漸凍癥患者完成詩句朗誦；2019年，天津大學主導的“腦語者”芯片發布；2020年，浙江大學實現國內首次植入式腦機接口技術新突破；2022年，南開大學教授段峰牽頭的非人靈長類動物介入式腦機接口實驗獲得成功；2023年，宣武醫院和清華大學進行無線微創腦機接口臨床試驗，患者實現自主喝水等腦控功能。

至今，我國腦機接口應用百花齊放，已廣泛用于多種場景。

《瞭望東方周刊》：你親身見證了我國腦機接口發展歷程，目前現狀如何？

李文宇：我國腦機接口技術起步相對較晚，但發展迅速，已在多個方面取得顯著進展。

比如：在研究推動方面，我國腦機接口相關專利和論文數量逐年攀升；清華大學、上海交通大學等不斷形成開放大數據集，有力推動算法性能提升；天津大學發布中國首個腦機接口開源軟件平臺 MetaBCI，有助于解決數據分布散亂、算法復現困難、在線系統效率低的問題。

在芯片、電極、材料等核心技術研發方面，中科院自動化所、海南大學、武漢衷華等團隊成功研發了具有世界先進水準的相關芯片；中科院半導體所孵化的集萃腦機所已推出凝膠快捷電極、梳齒干電極、粉末電極、腦電頭帶等面向不同場景需求的產品；微靈醫療研制的高密度網狀超柔順神經電極陣列，貼附在腦皮層表面就能獲得高時空精度神經信號，解決了傳統電極植入靶點只有一次壽命的技術難題。

在技術落地方面，腦機接口診斷治療走向臨床，正向個性化和精準化發展。清華大學、浙江大學參與研發的腦機接口系統已在浙大二院、天壇醫院和宣武醫院進行臨床試驗，顯著提高了患者生活質量；部分醫療領域已有產品成熟落地，上海術理、西安臻泰等企業的卒中康復腦機接口設備已取得二類醫療器械注冊證。

2023年10月22日，武漢光谷科技會展中心，東湖論壇衷華腦機融合科技發展有限公司展區引人注目

在行業應用方面，腦機接口正在全面開花。在工業安全領域，北京華腦、山西帝儀等企業開發了基于腦機接口的智能安全監測系統，為工人的安全保駕護航；在成癮干預方面，北京視友、上海大學通過腦機接口技術幫助戒毒人員平穩度過戒毒期，提供個性化的心理支持和訓練；在交通駕駛方面，華南腦控開發的腦機接口正念冥想系統為暈車提供全新解決方案；在睡眠輔助方面，浙江柔靈、浙江強腦等推出了檢測腦狀態的睡眠輔助儀。

在市場拓展方面，品馳醫療、博睿康等領軍企業市場份額不斷擴大，影響力不斷提升，已走出國門，進軍海外市場。

期待隨著科技進步，腦機接口技術朝著更先進、更安全、更便捷的方向發展。

《瞭望東方周刊》：請介紹腦機接口產業聯盟，以及聯盟成立以來取得的重要成果。

李文宇：2023年2月8日，在工業和信息化部指導下，中國信通院聯合88家單位成立了腦機接口產業聯盟。目前，聯盟會員單位已達 195 家，涵蓋產、學、研、用、醫多方；趙繼宗、顧曉松、張平、駱清銘、蒲慕明、戴瓊海等6位院士擔任聯盟的專家委員會主任委員。

腦機接口產業聯盟致力于搭建產學研醫集聚的產業生態、加強科技前瞻研判、夯實場景應用基礎、促進國際交流合作和推動科普宣傳。

一年以來，聯盟已舉辦多個高水平論壇和多形式展覽。比如“2023中關村論壇丨腦機接口創新發展論壇”、2023腦機接口五十周年大會、ICT深度觀察論壇、“2024中關村論壇丨腦機接口創新發展與應用論壇”等。目前，我們正籌劃在2024聯合國人工智能向善（AI for Good）全球峰會上舉辦腦機接口展覽，將組織國內外腦機接口企業參展。

技術前沿亟待突破

《瞭望東方周刊》：腦機接口技術應用場景有哪些？有哪些值得期待的發展紅利？

李文宇：醫療領域是腦機接口技術的重要應用方向，已有一些產品獲得美國食品藥品監督管理局（FDA）的上市批準。例如，美敦力、雅培等用于治療中晚期帕金森病的腦起搏器，腦機接口初創公司“神經解決方感”公司（Neurolutions）用于慢性中風患者上肢康復的腦機接口系統。此外，腦機接口技術被寄望為抑郁癥、多動癥、自閉癥、阿爾茨海默癥和睡眠障礙等精神和神經相關疾病帶來新的診療方案。

在醫療領域以外，腦機接口技術也有廣闊空間。比如，在教育領域，能提升認知能力和協助職業規劃；在工業生產領域，能協助安全監測保障作業人員安全；在體育領域，能輔助運動員和教練提高訓練效果；在消費領域，能客觀評估用戶體驗和優化產品設計；在航天航空領域，能輔助訓練和客觀反饋訓練者感受等。

《瞭望東方周刊》：全球科技發達國家都高度重視發展腦機接口，當前，最亟待突破的技術前沿是什么？

李文宇：2023年，我們征集了全球共同關注的腦機接口科學問題，確定了十個前沿方向。

具體包括：如何設計自然高效的腦機交互新范式？如何構建面向腦機接口的神經編碼模型？如何實現快速準確高效的腦信息解碼？頭皮腦電的空間和幅值分辨率極限是多少？如何基于腦機接口實現復雜對象的高效控制？如何實現腦機融合與混合增強智能？如何基于腦機接口實現大腦感知覺增強？如何基于腦機接口實現運動功能的有效康復？如何基于腦機接口實現情感障礙疾病的有效診療？如何基于腦機接口實現對意識障礙患者的意識檢測、輔助交流和促醒？

2024年4月26日，腦機接口創新發展與應用論壇在北京舉行。該論壇是2024中關村論壇平行論壇之一。圖為論壇現場

2023年8月19日，北京亦莊會展中心，2023世界機器人大會BCI腦控機器人大賽現場

更先進、更安全、更便捷

《瞭望東方周卡》：開展腦機接口，我國具有哪些優勢？對標國際頂尖水平，你有哪些具體建議？

李文宇：發展腦機接口技術，我國具備四大優勢。

一是我國擁有龐大的科研團隊和豐富的科研資源及人才儲備，為腦機接口技術的研究和創新提供了堅實的基礎。

二是我國政府高度重視腦機接口技術的發展，通過政策和資源支持，為相關企業和研究機構提供了良好的發展環境。

三是我國在腦科學、人工智能等領域取得系列重要進展，為腦機接口技術的研發提供了有力的支撐。

四是我國具有龐大的人口基數與豐富的應用場景，為腦機接口技術的應用和場景拓展提供良好基礎。

《瞭望東方周刊》：我國腦機接口技術的發展還面臨哪些挑戰？

李文宇：挑戰主要在兩個方面：一是創新資源保障，國內企業多處于初創期，對高端人才和科技創新資金的需求較大；二是產業生態發展，部分關鍵器件的研發制造有待加速。

腦機接口是一個融合多個學科先進理論與前沿技術的領域，產學研結合非常緊密，需要有更多有效的政策扶持，推動該領域發展。

與國際頂尖水平相比，我們還需要進一步加強原創性研究、提升集成化整合能力、強化核心器件和高端設備自主開發能力、構建完善產業鏈、培養高端人才、加強國際交流與合作，以提升整體競爭力。

《瞭望東方周刊》：如果有機會，你會接受腦機接口嗎？你如何看待腦機接口的風險與未來？

李文宇：對我來說，是否接受腦機接口，取決于實際需要。

對于神經性疾病患者，腦機接口可以幫助患者對外交流、加速運動功能恢復等，大多數患者接受程度高。因此，植入式腦機接口在相當一段時間內主要還是用于難治型神經性疾病。對于普通正常人來說，非植入式腦機接口更容易接受，可以應用在疲勞檢測與干預、睡眠改善和交互娛樂等方面。

腦機接口的風險主要在三個方面：第一，腦機接口的廣泛應用會帶來信息安全和個人隱私保護等問題，如黑客攻擊和個人信息泄露；第二，植入式腦機接口還存在手術風險、感染風險以及可能的神經損傷；第三，腦機接口可能改變人類與機器之間的界限，引發一系列倫理和法律問題。

對于腦機接口的未來，我是樂觀的，期待隨著科技進步，腦機接口技術朝著更先進、更安全、更便捷的方向發展。我期待腦機接口技術為人類帶來更大福祉。