腦機接口技術，作為“十四五”規劃綱要中重點發展的“腦科學與類腦研究”領域的關鍵技術之一，被形象地譽為大腦與外部設備之間的“信息高速公路”。
今年以來，隨着人工智能、神經生物學、傳感器等技術提升，“腦機接口”這項聽起來很科幻的技術，正逐步走進我們的生活。
腦機接口技術實現商用
在山東濟南的這家實驗室內，伴隨着一道道指令的發出，幾架無人機在空中靈活翻轉，做出各種高難度動作。
令人稱奇的是，這些無人機的“操控者”並非手中握着遙控器的專業飛手，而是頭戴腦電帽的實驗人員。
山東中科先進技術有限公司總經理李衛民：通過腦機接口，採集實驗人員的大腦信號，然後經過算法濾波、運動識別，可以判斷出他想要下發的命令。
腦機接口的工作原理可以這樣簡單解釋，大腦在思維活動時會產生腦電波，腦機接口系統通過識別腦電波特徵，直接讀取大腦意圖，將其轉化為計算機指令，實現人與機器或外部設備之間的交互。技術人員告訴記者，他們無線腦電採集系統，也就是俗稱的腦機接口，可以實現4K赫茲的採樣頻率。
山東中科先進技術有限公司總經理李衛民：4K赫茲的採樣頻率，就是一秒鐘可以采4000個點。通過這麼高頻率的採集，我們可以對人的腦電信號進行採集，然後再對人的意圖進行分析和識別。
作為一項瞄向未來的前沿技術，腦機接口應用場景極為廣泛，涵蓋醫療、娛樂、教育等多個領域，其中，醫療是目前最受關注的領域之一。
記者在山東濟南的這家實驗室看到，實驗人員穿戴腦控下肢外骨骼系統，依靠“意念”控制外骨骼，帶動下肢完成行走、抬腿等動作。這一主動式康復訓練系統，為癱瘓患者帶來了全新希望。他們可以通過主動的“意念控制”，參與康復過程，從而更有效地鍛煉肌肉力量、恢復肢體運動功能。
山東中科先進技術有限公司腦機接口研究中心工程師王聖哲：我們採用非侵入式的方式，通過電極片和腦電帽，隔着頭皮將這種微弱的腦電信號提取出來，通過我們自主研發的放大器，將信號放大到採集軟件中。通過我們的算法，就可以識別到用戶現在正在想什麼，幫助他們進行一系列的康復。
在國家老年疾病臨床醫學研究中心，記者看到多項涉及腦機接口的研究已經成形。這款設備，就能幫助卒中的病人由以往的被動康復訓練變為主動。
四川大學華西醫院智能可穿戴健康系統研究室主任江寧：通過人工智能的方法，我們也能讓腦機接口的使用門檻越來越低，希望能夠逐漸地把它的滲透率提高，最後能夠進入到每個需要有腦機接口服務的家庭。
腦機接口幫大腦重掌“指揮權”
腦機接口技術主要分為非侵入式和侵入式兩類，其中，非侵入式腦機接口，是在頭皮表面使用電極、傳感器等設備，獲取大腦活動信息。雖然獲取信號的質量水平相對較低，但具有易操作、安全性高等特點。
侵入式腦機接口，則是通過在大腦皮質植入電極，可實現更高精度、更複雜的神經控制功能。不久前，一場侵入式腦機接口手術在四川成功實施。
在四川大學華西醫院的一台腦腫瘤手術現場，醫護人員藉助侵入式腦機接口技術成功將病人的腦膠質瘤切除。
醫生告訴記者，由於惡性腫瘤都像樹根一樣與大腦神經元盤根交錯，如何在手術中，既讓大腦功能區域完好無損，又能讓腫瘤片甲不留，是腦癌手術中的最大難點。而腦外科輔助腦機接口的應用，為腦癌手術提供了新的利器。
四川大學華西醫院神經外科副主任醫師楊淵：有了腦機接口技術之後，我們能夠通過腦電信號的解碼，通過腫瘤的電信號與正常神經元電信號之間的區別，來判斷這個地方的組織是腫瘤還是神經元，輔助醫生對腫瘤邊界進行判斷，提高了醫生對於腫瘤的全切率。
在沒有這個算法以前，醫生往往只能通過影像學、超聲、核磁共振等方式對腫瘤邊界進行結構性的主觀判斷。而想要精確地劃分腦部功能區，還需要在術中喚醒患者，對其腦部進行電刺激，這個過程無疑對患者來說是痛苦的，甚至很可能引發癲癇。
四川大學華西醫院神經外科學科主任毛慶：我們現在用的是多通道全頻的腦電信號採集，它是同步實時的，不會引發癲癇，可以說是一個革命性的進步。
今年2月，國家葯監局批准《採用腦機接口技術的醫療器械用於人工智能算法的腦電數據集質量要求與評價方法》醫療器械行業標準制修訂項目立項。3月11日，國家醫保局發布《神經系統類醫療服務價格項目立項指南（試行）》，其中專門為腦機接口新技術前瞻性單獨立項，設立了“侵入式腦機接口置入費”“侵入式腦機接口取出費”“非侵入式腦機接口適配費”等價格項目。四川省醫保局年內也將公布有關腦機接口的服務價格。
賽迪研究院信息化與軟件產業研究所副主任黃文鴻：臨床應用是推動場景驗證與應用轉化的“最後一公里”，綜合研判在未來5年內，腦機接口有望在重大腦疾病治療方面發揮重要作用，是腦機接口技術從實驗室走向產業應用的關鍵一步。
今年我國腦機接口市場規模將突破38億元
腦機接口技術作為生命科學與信息技術深度融合的前沿領域，正展現出蓬勃的發展態勢。
我國在該領域的技術發展、應用拓展以及戰略布局等方面都取得了顯著進展，為未來的科技創新和產業升級注入了強大動力，2025年我國腦機接口市場將達到38億元。
今年以來，多地出台了專項政策對腦機接口領域予以支持。北京、上海相繼發布行動方案，針對腦機接口領域關注的監管政策、臨床試驗、產業集群、商業化、產業鏈等給出了明確發展方向。同時，為確保這一前沿領域健康發展，國家科技倫理委員會人工智能倫理分委員會研究編製了《腦機接口研究倫理指引》。
賽迪研究院信息化與軟件產業研究所副主任黃文鴻：隨着腦機接口領域創新成果持續湧現，其在醫療領域的應用將持續深化，消費、工業、教育等領域應用也將加快拓展，有望推動市場規模進一步擴大。
腦機接口技術的核心在於解碼大腦產生的複雜電信號，將其轉換為可操作的命令，而人腦產生的信號極其複雜，現有技術難以完全精確解讀大腦的意圖和思維。目前，我國腦機接口技術面臨腦信號解碼、工程化與市場化、長期穩定性及數據安全等挑戰。專家表示，我國腦機接口技術需要神經科學、材料學、信息科學等多學科協同攻關，突破方向將集中在基礎研究、材料技術、算法優化和臨床應用等方面。
賽迪研究院信息化與軟件產業研究所副主任黃文鴻：推動我國腦機接口產業健康發展，應當堅持以應用為導向，特別是當前應以醫療場景為重點領域推進技術創新，從而解決實際臨床需求，形成可持續的發展模式。同時，建立完善的腦機接口技術標準、產品質量標準以及科學倫理規範也至關重要，將為產業發展持續提供規範引領，形成有序創新環境。
數據顯示，2024年我國腦機接口市場規模已達32億元，年增長率為18.8%，預計2025年全年，這一數字將突破38億元，到2027年將超過55億元，年均增長率保持在20%左右。
（總台央視記者 朱江 張偉 四川台 濟南台）
來源： 央視新聞客戶端
