新華社北京4月10日電　綜述｜全球腦機介面應用迎來新突破

  新華社記者

  近年來，全球腦機介面技術飛速發展，應用領域正逐漸從醫療領域擴大至教育、遊戲等非醫療領域。與此同時，人工智慧（AI）等新興技術的快速演進正在推動腦機介面技術應用實現更多突破。

  腦機介面是一種變革性的人機交互技術，其工作原理是採集腦部神經信號並分析轉換成特定指令。該技術能夠在大腦與外部設備之間創建直接連接，實現“腦”與“機”之間的直接信息交換。

  腦機介面設備的重要功能包括幫助治療記憶力衰退、頸脊髓損傷及其他神經系統疾病，幫助有運動功能障礙的患者、癱瘓人群恢復部分能力，甚至幫助他們重新行走，改善和提升他們的生活品質。

  隨著腦機介面技術的發展，其在醫療領域與非醫療領域的潛在應用場景也在不斷擴展，包括監測與評估大腦狀態、調控神經、增強感官能力、提高遊戲的操控性以及用於教育等領域。

  目前，腦機介面技術按照其是否需要侵入大腦以及侵入的程度分為非侵入式、侵入式、半侵入式三類。

  侵入式腦機介面需要將電極或感測器等硬體設備植入到大腦皮層，以直接捕獲神經信號，主要優點是信號品質較高，可以實現對神經信號的直接監測和調控。但由於涉及手術風險和可能的健康隱患，侵入式腦機介面的應用範圍相對有限。

  非侵入式腦機介面則不需要通過手術將硬體設備植入人體，而是通過採集腦電信號等無創方式來間接監測大腦活動，具有無創、低風險、易操作等優點，但存在信號質量相對較低、對環境干擾較為敏感等局限性。

  半侵入式腦機介面介於非侵入式和侵入式腦機介面之間，雖然仍需要通過手術佈置電極，但電極並不植入大腦皮層，而是置於顱骨下、皮層上方。

  業內人士認為，全球腦機介面的發展歷程可以分為學術探索階段、科學論證階段和應用試驗階段，目前該技術正處於第三個階段，並蓬勃發展。

  2024年1月，美國“神經連接”公司完成了該公司首例腦機介面設備人體移植，移植后患者可通過意念移動電腦螢幕上的游標；2024年3月，中國團隊宣佈成功研發出65000通道、雙向的腦機介面晶元；2024年8月，“神經連接”公司表示，已完成該公司第二例腦機介面設備人體移植，接受移植者在術後用意念控制游標、玩電子遊戲等能力增強。

  2025年，腦機介面應用持續迎來新進展。在AI賦能下，腦機介面的即時性和低延遲性能顯著提升；而高密度柔性電極和解碼演算法的協同創新，使半侵入式技術也取得新進展。

  今年1月，“神經連接”公司創始人埃隆·馬斯克在社交媒體上宣佈，該公司已完成第三例腦機介面設備人體植入手術，且設備運行良好，預計2025年還會增加約20例至30例。

  3月31日，美國加利福尼亞大學三藩市分校領銜的研究團隊在英國《自然·神經學》雜誌上發表論文說，他們利用人工智慧演算法改進了腦機介面植入設備，使一名失語18年的中風患者能以更接近自然語言的速度將想法轉換成語言表達出來。

  據介紹，經改進的腦機介面系統可在3秒內同步完成對患者所思考語句的即時解析與語音轉化，而患者此前所用的輔助通信設備完成這一過程需要超過20秒。

  近期，中國腦機介面植入人腦技術也取得新突破。中國自主研發的半侵入式腦機介面“北腦一號”第三例人體植入手術於3月20日在天壇醫院成功完成。前兩例先後在北大第一醫院、首都醫科大學宣武醫院完成。接受手術後，癱瘓病人已實現意念控制運動，因患漸凍症而失語的病人已實現語言交流能力。

  據業內專家介紹，“北腦一號”集成了中國自主研發的柔性高密度腦皮層電極，128通道同時採集的信號通量在同類產品中處於國際領先水準。這種新型的半侵入式腦機介面既提升了信號採集的精準度，又降低了手術創傷和術后風險，彌補了侵入式和非侵入式技術的不足。