脑机接口技术研究进展如何？其在医疗健康领域应用情况怎样？这些话题近年来在全球备受瞩目。

据中国科学院的最新消息，中国科学家团队近期成功开展国内首例侵入式脑机接口的前瞻性临床试验，并创造出目前全球最小尺寸、柔性最强神经电极和全球最小尺寸脑控植入体的三项世界之最。这也标志着中国在侵入式脑机接口技术上继美国之后，成为全球第二个进入临床试验阶段的国家。

什么是脑机接口，我们普通人能使用吗？

（图源“央视网”）

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简单来说，脑机接口就是在你的大脑和外部设备之间搭建一座"信息高速公路"。人的大脑里有近860亿个神经元，当你想要动一动手指、看一眼屏幕或是想着"我要喝水"时，这些神经元就会产生微弱的电信号。脑机接口技术就是捕捉这些电信号，把它们翻译成计算机能理解的语言，然后指挥外部设备按照你的"想法"行动。

听起来很科幻？但其实这项技术已经发展了几十年。

20世纪60年代，科学家开始研究脑电波与计算机的连接，通过记录脑电图、对脑电波信号进行简单分析，尝试简单地解读脑电波，并实现其与外部设备的互动。这一时期，脑机接口技术尚不成熟。1973年，计算机科学教授雅克·维达尔首次在学术期刊上提出“脑机接口”的术语。20世纪90年代，随着计算机技术和神经科学的进步，研究者实现了通过大脑控制外部设备的初步实验。1998年，科研人员成功实现了让猴子通过脑电波控制机械臂的运动。这一阶段设备和接口仍较为笨重，信号解码精度有限，但为后期改进提供了宝贵经验。2000年，公认的脑机接口概念被正式提出。如今，脑机接口已成为脑科学、神经科学等领域最受瞩目的研究方向之一。

脑机接口的技术路径主要包括侵入式和非侵入式。

侵入式脑机接口需通过手术等方式直接将电极植入到大脑皮层获取神经信号。此类脑机接口所获取的信号空间分辨率高、信噪比高，但需通过外科手术植入体内，安全性低、成本高，容易引发免疫反应和愈合反应，进而导致所采信号衰退甚至消失。

美国“Neuralink”公司的脑机接口技术就是典型的侵入式。2024年初，该公司创立者马斯克宣布“Neuralink”植入的首个大脑芯片人类患者已经完全康复。

国内的侵入式脑机接口技术正在多个场景获得应用。在外部设备控制方面，浙江大学团队实现了侵入式脑机接口控制机械臂书写汉字。在医疗康复方面，清华大学团队开发了可放置在大脑感觉运动皮层上的无线、小侵入性脑机接口系统，帮助脊髓损伤的瘫痪患者恢复手部运动，实现控制光标、操控轮椅、自主喝水等运动。在语言解码方面，华山医院及其合作团队先后开展高精度实时运动解码和语言解码临床试验，实现了“脑控”智能设备和“意念对话”。

由此可见，侵入式脑机接口有望在医疗、科研等领域带来更多突破。

非侵入式脑机接口则是通过直接贴附在头皮上的电极采集神经信号。其优点是可以在头皮上直接监测到群体神经元的放电活动，操作简单、成本低、不用损伤机体，也不会引起免疫反应。但由于颅骨对信号的衰减作用和对神经元电磁波的分散和模糊作用，非侵入式脑机接口记录到的信号空间分辨率低、幅值微弱且信噪比较低，对后续信号处理算法的性能要求较高。

集成全球最小尺寸脑控植入体

在前文提到的“国内首例侵入式脑机接口临床试验”中，受试者是一位因高压电事故导致四肢截肢的男性。自2025年3月植入该脑机接口设备以来，系统运行稳定，术后至今一个多月未出现感染和电极失效的情况。仅用2至3周的训练，他便实现下象棋、玩赛车游戏等功能，达到跟普通人控制电脑触摸板相近的水平。

与此前世界上唯一进入临床试验阶段的Neuralink公司的侵入式脑机接口系统相比，我国科学家研制生产的植入体直径26mm、厚度不到6mm，只有硬币大小，其最前端植入脑组织内部的神经电极是目前全球最小尺寸、柔性最强的神经电极，截面积仅为前者的1/5到1/7，柔性超过其百倍，让脑细胞几乎意识不到旁边有异物，最大程度上降低了对脑组织的损伤。临床试验前，该超柔性神经电极已相继完成在啮齿类、非人灵长类脑中的长期植入和稳定记录验证。

因此，在手术友好程度方面，不需要整体贯穿颅骨，只需要在大脑运动皮层上方的颅骨上“打薄”出一块硬币大小的凹槽用以镶嵌设备，再在凹槽的颅骨上开一个5毫米的穿刺孔。

要让植入式脑机接口系统快速完成神经信号的读取、理解，并发送控制指令，实时在线解码是一项非常关键的技术环节。

目前，植入式脑机接口系统可以把延时控制在50个毫秒，也就是在50个毫秒内完成神经信号的特征提取、运动意图解析，并发出控制指令，从而尽量让患者在日常使用过程中能有很好的感受。

据介绍，科研团队下一步将尝试让受试者使用机械臂，在生活中完成抓握、拿杯子等操作，后续还将涉及对机器狗、机器人等复杂外接设备进行控制，从而满足更多生活需求。

在脑机接口这个新兴领域，我国目前已拥有近500项相关专利，仅次于美国，正处于全球第二的位置。

除了此次临床试验外，不久前《科学》期刊的最新研究成果显示，我国科学家还通过脑机接口使失明动物恢复视觉功能；与此同时，华中科技大学同济医院启用华中地区首个脑机接口门诊；我国首个脑机接口临床与转化病房也于今年5月在北京天坛医院成立。

2025年3月，国家医疗保障局在发布的《神经系统医疗服务价格项目立项指南》中，专门为脑机接口新技术价格单独立项，设立了“侵入式脑机接口植入费”“侵入式脑机接口取出费”等价格项目，各地对接落实立项指南后，脑机接口医疗收费将有规可依。这意味着，一旦脑机接口技术成熟，快速进入临床应用的服务收费路径已经铺好。

现在，你准备好迎接意念时代了吗？

参考资料：

[1]刘苏雅.我国开展首例侵入式脑机接口临床试验[N].北京日报,2025-08-08(003).

[2]李远宁.侵入式脑机接口技术：从运动控制到语言假体[J].世界科学,2025 (06).