近日,埃隆·馬斯克(Elon Musk)通過(guò)社交平臺(tái)宣布,其創(chuàng)辦的腦機(jī)接口公司Neuralink計(jì)劃于2026年實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口設(shè)備的大規(guī)模量產(chǎn),并將推進(jìn)一種流程高度精簡(jiǎn)、幾乎完全自動(dòng)化的手術(shù)方案。未來(lái),腦機(jī)接口設(shè)備中的電極絲將直接穿過(guò)硬腦膜,而無(wú)須將其切除。
“借助Neuralink的腦機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)人體全身機(jī)能的恢復(fù)是有可能的。”馬斯克表示。
“意識(shí)操控”“人機(jī)融合”在過(guò)去是極富科幻色彩的想象,如今通過(guò)腦機(jī)接口漸成現(xiàn)實(shí)。
2026年迎來(lái)奇點(diǎn)?
侵入式腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)加速
腦機(jī)接口是指在人腦與外部設(shè)備之間建立起實(shí)時(shí)通信與控制系統(tǒng),通過(guò)檢測(cè)腦中樞神經(jīng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)腦與設(shè)備直接交互的技術(shù)。
一個(gè)完整的腦機(jī)接口系統(tǒng)通常包含記錄、解碼、控制、反饋四部分:通過(guò)電極等設(shè)備采集大腦神經(jīng)活動(dòng)信號(hào),利用機(jī)器學(xué)習(xí)等算法解析記錄到的神經(jīng)活動(dòng),將解碼后的信息轉(zhuǎn)化為外部設(shè)備的控制指令,最終將設(shè)備執(zhí)行動(dòng)作后產(chǎn)生的視覺(jué)、觸覺(jué)等感知信息反饋給使用者。
顯然,實(shí)現(xiàn)高精度的大腦神經(jīng)信號(hào)采集是腦機(jī)接口技術(shù)突破的第一步。侵入式腦機(jī)接口通過(guò)手術(shù)將微小電極植入大腦皮層,實(shí)現(xiàn)大腦神經(jīng)信號(hào)與外部設(shè)備的直接交互。據(jù)Neuralink官網(wǎng)信息,該公司研發(fā)的硬幣大小的設(shè)備集成芯片與大量超細(xì)柔性電極,由外科機(jī)器人將電極絲精準(zhǔn)植入大腦,設(shè)備最終固定于顱骨與硬腦膜間預(yù)留的位置。若能實(shí)現(xiàn)硬腦膜免切除,將有助于推動(dòng)手術(shù)流程自動(dòng)化,同時(shí)改善患者術(shù)后預(yù)后效果。
據(jù)統(tǒng)計(jì),目前參與Neuralink臨床試驗(yàn)的志愿者約有20名。在腦機(jī)接口與電腦成功連接后,志愿者不僅能聯(lián)機(jī)暢玩《馬里奧賽車(chē)》《使命召喚》等游戲,還可操控機(jī)械臂完成寫(xiě)字、繪畫(huà)、比手勢(shì)等動(dòng)作。
據(jù)中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究團(tuán)隊(duì)透露,2025年12月,該團(tuán)隊(duì)聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院及相關(guān)企業(yè),成功完成第二例侵入式腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)。研究團(tuán)隊(duì)采用高通量無(wú)線侵入式腦機(jī)接口系統(tǒng)(WRS01),使一位高位截癱患者能夠通過(guò)腦電信號(hào)穩(wěn)定操控智能輪椅與機(jī)器狗,在真實(shí)生活場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)自主移動(dòng)與物品取用。通過(guò)自定義通信協(xié)議,將系統(tǒng)從信號(hào)采集到指令執(zhí)行的端到端延遲壓縮至100毫秒以?xún)?nèi),低于人體自然神經(jīng)環(huán)路傳導(dǎo)200毫秒的生理延遲水平,使患者的控制體驗(yàn)更為流暢自然。
在信號(hào)穩(wěn)定性、響應(yīng)延遲等方面取得的關(guān)鍵突破,正在為輔助殘障人士重建運(yùn)動(dòng)功能夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ),從屏幕上的光標(biāo)到機(jī)械臂、智能輪椅,“意念操控”正在從二維平面邁向三維空間。
規(guī)?;a(chǎn)?
突破穩(wěn)定性、安全性瓶頸
盡管臨床試驗(yàn)成效顯著,但侵入式腦機(jī)接口要實(shí)現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn),仍需攻克信號(hào)穩(wěn)定傳輸與精準(zhǔn)解讀、手術(shù)流程自動(dòng)化與臨床安全性等核心技術(shù)難題。這也是當(dāng)前全球腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)從實(shí)驗(yàn)室走向規(guī)?;墓残噪y題。
一方面,信號(hào)解讀能力是腦機(jī)接口規(guī)?;瘧?yīng)用的基礎(chǔ)。大腦神經(jīng)信號(hào)具有高度復(fù)雜性,人類(lèi)解讀能力仍停留在基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)指令層面,難以精準(zhǔn)捕捉情感、抽象思維等高級(jí)信號(hào)。即使是針對(duì)運(yùn)動(dòng)意圖的解碼,也需依賴(lài)復(fù)雜算法過(guò)濾噪聲、提取有效信息。
“我們正在開(kāi)發(fā)通用的大腦輸入輸出技術(shù),探索如何將信息輸入大腦、從大腦中獲取信息,同時(shí)又不會(huì)對(duì)大腦造成損傷或產(chǎn)生任何副作用?!痹诖饲暗腘euralink技術(shù)交流中,馬斯克認(rèn)為該技術(shù)將使人類(lèi)每日輸出帶寬從每秒不足1比特跨越至兆比特甚至千兆比特,并將植入電極數(shù)從目前的1000通道逐步增至25000通道,提高信息采集密度。
此外,研究人員正在通過(guò)提高電極材料的生物相容性實(shí)現(xiàn)設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。例如中國(guó)科學(xué)院團(tuán)隊(duì)研發(fā)的超柔性神經(jīng)微電極,尺寸僅為細(xì)胞級(jí)別,相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的1/100,彎曲應(yīng)力僅為細(xì)胞間作用力的量級(jí),使得腦組織很難“感受到”電極的“外來(lái)侵入”,保證了長(zhǎng)期穩(wěn)定的神經(jīng)活動(dòng)記錄。但在規(guī)?;慨a(chǎn)中,如何保障材料一致性與加工精度,仍是行業(yè)共同面臨的難題。
另一方面,安全性是腦機(jī)接口規(guī)?;瘧?yīng)用的“生命線”。大腦作為人體最為精密的器官,如何保障植入手術(shù)的一致性與術(shù)后良好預(yù)后,對(duì)手術(shù)流程的自動(dòng)化和產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)提出了更高要求。以2025年12月的一例臨床試驗(yàn)為例,腦虎科技宣布由其自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首款、國(guó)際第二款內(nèi)置電池的全植入、全無(wú)線、全功能腦機(jī)接口產(chǎn)品,在復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院團(tuán)隊(duì)的主持下,成功完成首例臨床試驗(yàn)。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將電池模塊植入對(duì)溫度更耐受的胸部皮下,使發(fā)熱單元遠(yuǎn)離大腦,在系統(tǒng)安全性上實(shí)現(xiàn)了顯著提升,為患者提供了更可靠的長(zhǎng)時(shí)程使用保障。
與此同時(shí),神經(jīng)信號(hào)作為極具私密性的個(gè)人生物信息,如何保障其在傳輸、解讀、存儲(chǔ)全流程中的隱私與數(shù)據(jù)安全,以及“人機(jī)共生”場(chǎng)景下的倫理安全,全球研究團(tuán)隊(duì)在設(shè)備量產(chǎn)前需要提出解決方案。(李曉東)
(責(zé)任編輯:蔡文斌)