腦機(jī)接口技術(shù)描繪了一幅未來醫(yī)療的美好畫卷。它展示了人類科技的水平和力量，也傳達(dá)著對生命的尊重和關(guān)愛。而這一幕正在悄然走近。

癱瘓四年 腦機(jī)接口開啟患者“腦控人生”

去年11月，上海首例腦機(jī)接口產(chǎn)品臨床試驗(yàn)植入手術(shù)在復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院順利完成。作為接受植入臨床試驗(yàn)的患者，38歲董先生因頸椎錯(cuò)位，術(shù)前已癱瘓臥床四年。

進(jìn)行手術(shù)的華山醫(yī)院院長毛穎在去年12月的國際腦機(jī)接口大會上介紹，董先生在術(shù)后第三天，就已經(jīng)可以下床坐輪椅了。在不到一個(gè)月的時(shí)間里，董先生已經(jīng)可以舉起佩戴氣囊手套的手，握住桌上的水瓶，并擰開蓋子喝水。

如今，距離手術(shù)完成，已經(jīng)過去了近半年。根據(jù)董先生手術(shù)團(tuán)隊(duì)醫(yī)生，華山醫(yī)院神經(jīng)外科鄒翔醫(yī)生介紹，通過3個(gè)多月的康復(fù)訓(xùn)練，腦機(jī)接口訓(xùn)練抓握準(zhǔn)確率超過90%。如今董先生已經(jīng)可以左、右手，徒手拿起10cm的大木塊。特別令人驚喜的是，董先生的下肢感覺有了客觀恢復(fù)的跡象，大小便意識也開始出現(xiàn)。

目前，腦機(jī)接口技術(shù)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(jī)接口需要將電極或傳感器等硬件設(shè)備植入到大腦皮層，以直接捕獲神經(jīng)信號，主要優(yōu)點(diǎn)是信號質(zhì)量較高，可以實(shí)現(xiàn)對神經(jīng)信號的直接監(jiān)測和調(diào)控。但由于涉及手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和可能的健康隱患，侵入式腦機(jī)接口的應(yīng)用范圍相對有限。

非侵入式腦機(jī)接口則不需要通過手術(shù)將硬件設(shè)備植入人體，而是通過采集腦電信號等無創(chuàng)方式來間接監(jiān)測大腦活動(dòng)，具有無創(chuàng)、低風(fēng)險(xiǎn)、易操作等優(yōu)點(diǎn)，但存在信號質(zhì)量相對較低、對環(huán)境干擾較為敏感等局限性。

半侵入式腦機(jī)接口介于非侵入式和侵入式腦機(jī)接口之間，雖然仍需要通過手術(shù)布置電極，但電極并不植入大腦皮層，而是置于顱骨內(nèi)、硬腦膜外。

董先生植入的是博睿康醫(yī)療科技（上海）有限公司的腦機(jī)接口產(chǎn)品，可歸類于“半侵入式”。針對外界最關(guān)心的腦機(jī)接口是否會對大腦產(chǎn)生影響的問題，博?？?/span>的產(chǎn)品總監(jiān)王昱婧這樣表示，元器件的植入位置處于頭皮下，顱骨外的位置，而電極雖植入在顱骨內(nèi)，卻留在大腦硬膜外部，這樣并未突破血腦屏障，大大降低了腦細(xì)胞感染的風(fēng)險(xiǎn)。由于是微創(chuàng)手術(shù)，術(shù)后七天便可出院，進(jìn)行自主康復(fù)訓(xùn)練。

國內(nèi)腦機(jī)接口頭部企業(yè)為何接連涌現(xiàn)上海？

除了博?？?/span>，國內(nèi)另外一家腦機(jī)接口新秀上海腦虎科技采用的技術(shù)路線，則是將其采集信號的電極放置在硬腦膜內(nèi)，大腦皮層外。今年初，腦虎科技研發(fā)的256通道柔性腦機(jī)接口植入患者顱內(nèi)，首次在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了漢語言實(shí)時(shí)解碼。

據(jù)介紹，接受該植入手術(shù)的患者在術(shù)后5天，就能實(shí)現(xiàn)142個(gè)常用漢語音節(jié)71%的解析準(zhǔn)確率，單字解碼時(shí)延小于100毫秒。腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家陶虎表示，這樣每分鐘40個(gè)字左右的語言合成速率自然比正常說話要慢許多，但已經(jīng)可以媲美用手機(jī)發(fā)信息的速度了。

此外，同在上海的由中科院腦智卓越創(chuàng)新中心團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立的階梯醫(yī)療，除了已成功研發(fā)全國首個(gè)通過型檢的侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品以外，正在探索免開顱介入式方案。通過靜脈植入，將柔性微小電極引入大腦皮層，同時(shí)滿足“低植入風(fēng)險(xiǎn)“和”高精度信號記錄”這兩大痛點(diǎn)，進(jìn)而形成侵入式腦機(jī)接口領(lǐng)域的首個(gè)“中國方案”。

博?？?/span>、腦虎、階梯醫(yī)療，這三家國內(nèi)腦機(jī)接口領(lǐng)域的頭部企業(yè)在上海涌現(xiàn)，是隨機(jī)的偶然，還是雙向奔赴的必然？

上海巖思類腦人工智能研究院首席科學(xué)家李孟認(rèn)為，上海在腦機(jī)接口領(lǐng)域有很多優(yōu)勢，比如后發(fā)優(yōu)勢、人才和技術(shù)積累。

在王昱婧看來，腦機(jī)接口處在上海三大先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)——集成電路、生物制藥和人工智能的交叉點(diǎn)，是一個(gè)神經(jīng)生物學(xué)、材料學(xué)、軟件算法等多學(xué)科交叉融合的領(lǐng)域。

為了搶占腦機(jī)接口這條新賽道，2022年發(fā)布的《上海打造未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地發(fā)展壯大未來產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)方案》提出：要加速非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)、腦機(jī)融合技術(shù)、類腦芯片技術(shù)、大腦計(jì)算神經(jīng)模型等領(lǐng)域突破，探索腦機(jī)接口技術(shù)在肢體運(yùn)動(dòng)障礙、慢性意識障礙、精神疾病等醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用。

今年初《上海市腦機(jī)接口未來產(chǎn)業(yè)培育行動(dòng)方案（2025—2030年）》發(fā)布。根據(jù)方案，上海計(jì)劃2027年前推動(dòng)5款以上腦機(jī)接口產(chǎn)品完成臨床試驗(yàn)，讓失語、癱瘓等患者恢復(fù)部分語言和運(yùn)動(dòng)功能；同時(shí)，非侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品將持續(xù)擴(kuò)大應(yīng)用范圍，初步形成腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新生態(tài)。2030年前實(shí)現(xiàn)全面臨床應(yīng)用，打造腦機(jī)接口全球創(chuàng)新高地。

目前，上海有非侵入式腦機(jī)接口企業(yè)20家左右。術(shù)理、司羿、念通、韶腦等公司的康復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)品已應(yīng)用于腦卒中患者運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)；零唯一思公司融合腦電、眼動(dòng)的多模態(tài)腦機(jī)接口產(chǎn)品，用于抑郁癥、焦慮癥等疾病篩查；傲意公司基于肌電的智能仿生手，面向殘疾人已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化；美生公司今年與中山醫(yī)院、華山醫(yī)院合作，通過微創(chuàng)手術(shù)在腦與脊髓間搭建“神經(jīng)橋”并植入電極，讓脊椎損傷患者重獲行走能力。

自去年下半年起，上海市醫(yī)械院牽頭啟動(dòng)了2項(xiàng)腦機(jī)接口醫(yī)療器械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的起草工作，分別涉及醫(yī)療器械“術(shù)語”和“閉環(huán)測試”。目前，這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)獲得國家藥監(jiān)局的批準(zhǔn)，并要求采用快速程序開展，同時(shí)也在申請國家標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，有望從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)為國家標(biāo)準(zhǔn)，向全國推廣。

作為上海腦機(jī)接口頭部企業(yè)，面對新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的形成，王昱婧認(rèn)為，腦機(jī)接口技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化需求迫切，當(dāng)前在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用需以標(biāo)準(zhǔn)化為基石，通過全產(chǎn)業(yè)鏈整合與跨領(lǐng)域協(xié)作，才能加速腦機(jī)接口從實(shí)驗(yàn)室到臨床的轉(zhuǎn)化。

競速腦機(jī)接口賽道 上海如何跑贏未來？

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，全球腦機(jī)接口的發(fā)展歷程可以分為學(xué)術(shù)探索階段、科學(xué)論證階段和應(yīng)用試驗(yàn)階段，目前該技術(shù)正處于第三個(gè)階段，并蓬勃發(fā)展。

2024年1月，美國“神經(jīng)連接”公司完成了該公司首例腦機(jī)接口設(shè)備人體移植，移植后患者可通過意念移動(dòng)電腦屏幕上的光標(biāo)；2024年3月，中國團(tuán)隊(duì)宣布成功研發(fā)出65000通道、雙向的腦機(jī)接口芯片；2024年8月，“神經(jīng)連接”公司表示，已完成該公司第二例腦機(jī)接口設(shè)備人體移植，接受移植者在術(shù)后用意念控制光標(biāo)、玩電子游戲等能力增強(qiáng)。

2025年，腦機(jī)接口應(yīng)用持續(xù)迎來新進(jìn)展。在AI賦能下，腦機(jī)接口的實(shí)時(shí)性和低延遲性能顯著提升；而高密度柔性電極和解碼算法的協(xié)同創(chuàng)新，使半侵入式技術(shù)也取得新進(jìn)展。

談到未來腦機(jī)接口會如何發(fā)展？王昱婧表示，她期待著未來國產(chǎn)芯片能有高效的數(shù)據(jù)處理能力和低功耗、高帶寬的通信能力，支持多通道的實(shí)時(shí)信號解碼。在未來3-5年內(nèi)不斷迭代其植入腦機(jī)接口產(chǎn)品，能越變越小，通道數(shù)越來越大，最終成為連接大腦和外部設(shè)備的革命性界面。

談到接下來上海在該領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)時(shí)，李孟認(rèn)為，一是要有自主的腦機(jī)接口芯片，二是要有自主的腦電數(shù)據(jù)庫，以及神經(jīng)編碼算法。這些都被視為腦機(jī)接口研發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施。

李孟同時(shí)還表示，目前我們嘗試的，是通過腦機(jī)接口讓“殘障人士”成為“正常人”，未來很有可能會將“正常人”變成“超人”。期待著未來更多非侵入式的腦機(jī)接口產(chǎn)品能走進(jìn)大眾的生活。