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新质观察|脑机接口:从实验医学走向康复应用场景
2025-06-24 17:00:19

【导语】近日,上海华山医院成功完成中国首例侵入式脑机接口前瞻性临床试验,引发全国乃至全球关注。这项技术通过在瘫痪患者颅骨上嵌入芯片,实现意念控制,标志着中国在脑机接口领域取得重大突破。从科幻电影中的桥段到现实技术的复刻,这场脑内微革命不仅引发了关于技术伦理、隐私安全的广泛讨论,更让我们思考:当大脑与芯片相连,我们是否还是完整的自己?技术的边界在哪里,人类的未来又将何去何从?

新质观察|脑机接口:从实验医学走向康复应用场景

近日,上海华山医院的一台手术吸引了全国关注。医生们在一位瘫痪十余年的年轻人颅骨上,嵌入了一枚芯片,大小不过一枚纽扣。这不是移植,也不是修复,而是接入。从前,这种画面只存在科幻电影里:你也许会想到《黑客帝国》里插入后脑的数据接口,或者《超验骇客》中被上传的意识。如今,这些桥段第一次被现实技术复刻。

这是一台名为“侵入式脑机接口”的手术。背后,是中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、复旦大学附属华山医院,以及数家企业的联合攻关。3月下旬,他们完成了中国首例侵入式脑机接口的前瞻性临床试验。这一试验标志着中国成为继美国之后,全球第二个将该技术推入临床阶段的国家。

人脑植入芯片,并非中国首创。2023年底,马斯克旗下公司Neuralink宣布完成全球首例人类脑机接口植入试验。芯片名叫“心灵感应”(Telepathy),大小如硬币,植入时需打开颅骨,再将64根比发丝还细的电极丝插入大脑运动皮层,用于接收神经信号。试验对象是一位四肢(zhī)瘫(tān)痪(huàn)的(de)男(nán)子(zi),术(shù)后(hòu)可(kě)用(yòng)意(yì)念(niàn)控(kòng)制(zhì)电(diàn)脑(nǎo)光(guāng)标(biāo),完(wán)成(chéng)打(dǎ)字(zì)和(hé)浏(liú)览(lǎn)网(wǎng)页(yè)。

消(xiāo)息(xi)发(fā)布(bù)后(hòu),全球(qiú)沸(fèi)腾(téng)。有(yǒu)人(rén)将(jiāng)其(qí)视(shì)为(wèi)意(yì)识(shi)上(shàng)传(chuán)的(de)前(qián)奏(zòu),也(yě)有(yǒu)人(rén)担(dān)心它(tā)是(shì)“硅(guī)基(jī)控(kòng)制(zhì)论(lùn)”的(de)起(qǐ)点(diǎn)。推(tuī)特(tè)上(shàng)一(yī)条(tiáo)热(rè)门(mén)评(píng)论(lùn)写(xiě)道(dào):“马(mǎ)斯(sī)克(kè)不(bù)是(shì)在(zài)治(zhì)病(bìng),他(tā)是(shì)在(zài)修(xiū)改(gǎi)人(rén)类(lèi)的(de)权(quán)限(xiàn)设(shè)置(zhì)。”而(ér)今(jīn)天(tiān),当(dāng)这(zhè)项(xiàng)技(jì)术(shù)悄(qiāo)然落地中国手术室(shì),我(wǒ)们(men)不(bù)禁(jìn)会(huì)问(wèn):当(dāng)大(dà)脑(nǎo)插(chā)入(rù)了(le)芯(xīn)片(piàn),我(wǒ)们(men)还(hái)是(shì)那(nà)个(gè)完(wán)整(zhěng)的(de)自(zì)己(jǐ)吗(ma)?

当(dāng)“我(wǒ)是(shì)谁(shuí)”的(de)哲(zhé)学(xué)追(zhuī)问(wèn)还(hái)在(zài)空(kōng)中(zhōng)悬(xuán)着(zhe),手(shǒu)术(shù)室(shì)里(lǐ)却(què)已(yǐ)经(jīng)开(kāi)始(shǐ)给(gěi)出(chū)一(yī)种(zhǒng)技(jì)术(shù)层(céng)面(miàn)的(de)回(huí)答(dá)。这(zhè)场(chǎng)脑(nǎo)内(nèi)微(wēi)革(gé)命(mìng)的(de)主角(jiǎo),是(shì)一(yī)位(wèi)因(yīn)触(chù)电(diàn)意(yì)外(wài)瘫(tān)痪(huàn)了(le)十(shí)三(sān)年(nián)的(de)男(nán)性(xìng)。3月(yuè)25日(rì),医(yī)生(shēng)在(zài)他(tā)的(de)颅(lú)骨(gǔ)上(shàng)打(dǎ)磨(mó)出(chū)一(yī)个(gè)凹(āo)槽(cáo),将(jiāng)一(yī)枚(méi)直(zhí)径26毫(háo)米(mǐ)、厚(hòu)度(dù)不(bù)足(zú)6毫(háo)米(mǐ)的(de)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)芯(xīn)片(piàn)植(zhí)入(rù)运(yùn)动(dòng)皮(pí)层(céng)。

芯(xīn)片(piàn)通(tōng)过(guò)两(liǎng)组(zǔ)柔(róu)性(xìng)电(diàn)极(jí)连(lián)接(jiē)到(dào)神(shén)经(jīng)元(yuán)活(huó)动(dòng)最(zuì)密(mì)集的(de)区(qū)域,用(yòng)于(yú)采集大(dà)脑(nǎo)在(zài)运(yùn)动(dòng)意(yì)图(tú)下(xià)产(chǎn)生(shēng)的(de)神(shén)经(jīng)电(diàn)信(xìn)号(hào)。当(dāng)人(rén)产(chǎn)生(shēng)动(dòng)作(zuò)意(yì)图(tú),大(dà)脑(nǎo)神(shén)经(jīng)元(yuán)会(huì)发(fā)出(chū)几(jǐ)毫(háo)伏(fú)的(de)电(diàn)脉(mài)冲(chōng),极(jí)其(qí)微(wēi)弱(ruò),必(bì)须(xū)靠(kào)紧(jǐn)贴(tiē)皮(pí)层(céng)的(de)微(wēi)电(diàn)极(jí)阵(zhèn)列(liè)捕捉。本次试验使用的每组电极集成32个通道,细度不到发丝的五分之一,信号捕捉后传输至芯片,再由内置算法实时解码,转换为“向左”“点击”“加速”等具体操作指令。整个过程的平均延迟控制在20毫秒以内,已足以满足基础交互需求。系统采用无线供电,无需外接导线,手术仅需打磨骨槽完成植入,避免大范围开颅,创伤最小化。

术(shù)后(hòu)第(dì)十(shí)二(èr)天,受试者完成了第一次“意念控制”:通过纯粹思维指令,操控电脑赛车游戏完成加速、转向、减速等动作。尽管系统仍在训练阶段,但这意味着脑机接口技术已从“工程样机”走向“人脑响应”,实现了首次稳定闭环。

一项技术是否能走进现实,往往要看它何时进入制度系统。3月31日,湖北省医保局发布了全国首个脑机接口医疗服务价格标准。侵入式置入费、取出费,以及非侵入式适配费被明确列出,为这项技术的普及和产业化打下制度基础。它首次从试验台走向账单,从科研指标走向医保框架。

脑机接口技术按介入程度分为三类:非侵入式、半侵入式、和侵入式。目前,国内企业多采用非侵入式方案,以降低技术门槛和使用风险。不久前,我在杭州强脑科技公司体验了一套非侵入式脑机接口设备。走进展厅,一只灵巧手原型机安静地躺在操作台上,像在等待一次“意念连接”。工作人员笑着说:“要不要试试,让它听听您的指挥?”

我坐下,手臂套上一个袖套装置。首先,他们让我依次做出一些简单的动作:握拳,松开,分别活动几根手指。公司创始人在一旁向我解释,这套设备内嵌了十几枚干电极,紧贴在皮肤上,用来捕捉肌肉运动中极其微弱的电信号,也就是他们所说的“肌电”。接下来,是关键一刻。他们让我闭上眼睛,在脑中“想象”抬起食指——仅仅是想象而已,不需要真的动。几秒后,我睁开眼,看见仿生手缓缓举起一根指头,动作虽然迟缓,但方向准确。我愣住了:它居然“读懂”了我的意图?

为了验证,工作人员又做了一个更苛刻的测试。他用双手固定住我的拳头,让我尝试张开手掌。我的手动不了,可就在那一刻,仿生手却慢慢张开了五指——就像一个替身,在代我完成动作。“对,它在回应您的意念。”工程师解释说,设备依靠算法解码我的脑电与肌电信号,判断意图,并实时驱动动作。

那一刻我意识到,控制一只手,并不一定依赖肌肉与神经的牵拉。有时,仅凭意念,就能启动一个替身。

在展厅里,我还看到了几幕印象深刻的画面。一位肢体缺失的男士,戴上仿生手后,坐在电子琴前,缓慢(màn)却(què)精(jīng)准(zhǔn)地(de)弹(dàn)奏(zòu)出(chū)旋(xuán)律(lǜ)。另(lìng)一(yī)位(wèi)右(yòu)臂(bì)截(jié)肢(zhī)者(zhě),则(zé)用(yòng)仿(fǎng)生(shēng)手(shǒu)蘸(zhàn)墨(mò)提(tí)笔(bǐ),写(xiě)下(xià)“创(chuàng)新(xīn)”两(liǎng)个(gè)字(zì)。工(gōng)程(chéng)师(shī)告(gào)诉(su)我(wǒ),他(tā)们(men)的(de)技(jì)术(shù)不(bù)只(zhǐ)是(shì)功(gōng)能(néng)替(tì)代,更是神经可塑性的延展。那不再是肌肉发出的命令,而是意图本身接管了动作。像孩子学走路一样,大脑通过重新建立动作回路,让这只仿生手真正“变成自己的一部分”。它不是补偿,而是重建。甚至在某些方面,已经具备了超出原始手部的稳定性与控制力。

不只是肢体控制,脑机接口技术也正尝试重建感官。6月6日,中国科学家在《科学》(Science)杂志发表研究成果,展示了全球首个宽光谱视觉假体系统。在动物实验中,它不仅恢复了失明动物对可见光的感知能力,还拓展了对红外图像的识别。无需外接眼镜,无需中转设备,感知路径直接连接至视觉皮层。它让实验动物在完全黑暗中也能看见事物,具备了超越生理极限的“夜视力”。

这意味着,脑机接口不仅可“修补”已失的功能,也可能赋予人类原本不具备的能力。问题也随之而来:这是复明,还是改写感知结构?

当然,技术的美妙永远伴随质疑的阴影。技术给予人“重新控制身体”的能力,也提出了另一个问题:那控制还掌握在谁手中?

在早期脑机接口试验中,设备需要不断采集大(dà)脑(nǎo)信(xìn)号(hào),用(yòng)算(suàn)法(fǎ)模(mó)型(xíng)进(jìn)行(xíng)实(shí)时(shí)解(jiě)码(mǎ)。这(zhè)意(yì)味(wèi)着(zhe),部(bù)分(fēn)大(dà)脑(nǎo)数(shù)据(jù)必(bì)须(xū)上(shàng)传(chuán)、存(cún)储(chǔ)、分(fēn)析(xī)。它(tā)不(bù)仅(jǐn)属(shǔ)于(yú)使(shǐ)用者,也连接着平台、算法与网络。一旦这些数据被泄露、滥用,或者被用来预测行为,人类的思维就可能被外部系统反向建模。这不再是控制鼠标的技术问题,而是涉及意志自由、隐私边界甚至伦理秩序的根本性挑战。

植入式设备还有另一类风险:感染、排异、电极漂移……这些医学问题在今天尚无法完全规避。华山医院团队已设定十年期随访机制,建立电生理长期监测系统,但即便如此,临床之外仍有未知。

一个更深层的问题是:当我们越来越依赖技术替身完成动作,会不会逐步失去原有身体经验?仿生手能弹琴,那还是“触键”的感觉吗?这些问题暂时没有答案。它们像影子一样,跟随在技术之光之后,一同延展。

技术的边界,往往不是由算力决定的,而是由人类对自己的定义决定的。祝先生重新获得了控制赛车游戏的能力,也许下一步能操作机械臂、轮椅,甚至远程机器人。而在另一个实验室,失明者正在靠脑机视觉假体感知从未见过的红外图像。这些都不是“回归常态”,而是某种意义上的“重新编写”。

当我离开杭州强脑科技公司的时候,有位同事忽然问我:“如果将来仿生手的能力越来越强,作为一个健(jiàn)全人(rén),你(nǐ)会(huì)愿(yuàn)意(yì)截掉自己的手臂,换上那个更强的替代品吗?”我无法立刻回答。问题过于突兀,也过于真实。它不再是远方幻想,而是一个正在靠近的现实选项。当人类的感官、肢体、意志逐步与硅基系统对接,那“我”还属于我吗?

从技术诞生到成熟,脑机接口的路途还有漫长的艰险要走。在可见的未来,它不会迅速普及,短期内也不会迅速进入日常。或许,脑机接口永远不会像智能手机一样普及到每个人的日常里。

也许未来某一天,我们会陷入这样的思辨:到底是我操控了芯片,还是芯片操控(kòng)了(le)我(wǒ)?技(jì)术(shù)不(bù)会(huì)告(gào)诉(su)我(wǒ)们(men)人(rén)是(shì)谁(shuí),它(tā)只(zhǐ)会(huì)反(fǎn)复(fù)逼(bī)问(wèn):你(nǐ)准(zhǔn)备(bèi)好(hǎo)变(biàn)成(chéng)另(lìng)一(yī)个(gè)版(bǎn)本(běn)的(de)自(zì)己(jǐ)了(le)吗(ma)?

(作者胡逸为数据工作者,著有《未来可期:与人工智能同行》一书)

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