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汪笑霜 2025-05-10 NBA 6280 人已围观

脑机接口技术⑰,作为“十四五”规划纲要中重点发展的“脑科学与类脑研究”领域的关键技术之一▓,被形象地誉为大脑与外部设备之间的“信息高速公路”③。

今年以来④,随着人工智能⑥、神经生物学⑨、传感器等技术提升⑧,“脑机接口”这项听起来很科幻的技术⑨,正逐步走进我们的生活⑥。

脑机接口技术实现商用⑱、在山东济南的这家实验室内③,伴随着一道道指令的发出⑰,几架无人机在空中灵活翻转⑦,做出各种高难度动作⑫。

令人称奇的是⑦,这些无人机的“操控者”并非手中握着遥控器的专业飞手⑳,而是头戴脑电帽的实验人员④。

山东中科先进技术有限公司总经理 李卫民:通过脑机接口⑳,采集实验人员的大脑信号❸,然后经过算法滤波❸、运动识别⑬,可以判断出他想要下发的命令⑱。

脑机接口的工作原理可以这样简单解释②,大脑在思维活动时会产生脑电波⑤,脑机接口系统通过识别脑电波特征⑬,直接读取大脑意图❸,将其转化为计算机指令⑬,实现人与机器或外部设备之间的交互⑥。技术人员告诉记者⑨,他们无线脑电采集系统⑬,也就是俗称的脑机接口⑩,可以实现4K赫兹的采样频率⑪。

山东中科先进技术有限公司总经理 李卫民:4K赫兹的采样频率▓,就是一秒钟可以采4000个点⑬。通过这么高频率的采集⑰,我们可以对人的脑电信号进行采集⑳,然后再对人的意图进行分析和识别⑱。

作为一项瞄向未来的前沿技术⑧,脑机接口应用场景极为广泛❸,涵盖医疗▓、娱乐①、教育等多个领域❶,其中⑱,医疗是目前最受关注的领域之一⑤。

记者在山东济南的这家实验室看到❷,实验人员穿戴脑控下肢外骨骼系统③,依靠“意念”控制外骨骼③,带动下肢完成行走⑰、抬腿等动作⑯。这一主动式康复训练系统⑥,为瘫痪患者带来了全新希望④。他们可以通过主动的“意念控制”⑫,参与康复过程⑫,从而更有效地锻炼肌肉力量❷、恢复肢体运动功能⑱。

山东中科先进技术有限公司脑机接口研究中心工程师 王圣哲:我们采用非侵入式的方式⑲,通过电极片和脑电帽❶,隔着头皮将这种微弱的脑电信号提取出来⑨,通过我们自主研发的放大器⑪,将信号放大到采集软件中⑩。通过我们的算法⑧,就可以识别到用户现在正在想什么②,帮助他们进行一系列的康复③。

在国家老年疾病临床医学研究中心⑲,记者看到多项涉及脑机接口的研究已经成形⑪。这款设备④,就能帮助卒中的病人由以往的被动康复训练变为主动⑪。

四川大学华西医院智能可穿戴健康系统研究室主任 江宁:通过人工智能的方法⑬,我们也能让脑机接口的使用门槛越来越低❷,希望能够逐渐地把它的渗透率提高⑭,最后能够进入到每个需要有脑机接口服务的家庭❶。

脑机接口帮大脑重掌“指挥权”

脑机接口技术主要分为非侵入式和侵入式两类❸,其中③,非侵入式脑机接口⑬,是在头皮表面使用电极⑭、传感器等设备④,获取大脑活动信息⑩。虽然获取信号的质量水平相对较低⑫,但具有易操作⑥、安全性高等特点⑭。

侵入式脑机接口⑪,则是通过在大脑皮质植入电极⑦,可实现更高精度⑱、更复杂的神经控制功能❸。不久前⑰,一场侵入式脑机接口手术在四川成功实施❸。

在四川大学华西医院的一台脑肿瘤手术现场⑫,医护人员借助侵入式脑机接口技术成功将病人的脑胶质瘤切除⑩。

医生告诉记者⑱,由于恶性肿瘤都像树根一样与大脑神经元盘根交错❶,如何在手术中⑪,既让大脑功能区域完好无损⑳,又能让肿瘤片甲不留▓,是脑癌手术中的最大难点❷。而脑外科辅助脑机接口的应用⑧,为脑癌手术提供了新的利器▓。

四川大学华西医院神经外科副主任医师 杨渊:有了脑机接口技术之后⑬,我们能够通过脑电信号的解码⑮,通过肿瘤的电信号与正常神经元电信号之间的区别⑫,来判断这个地方的组织是肿瘤还是神经元②,辅助医生对肿瘤边界进行判断⑰,提高了医生对于肿瘤的全切率⑲。

在没有这个算法以前⑨,医生往往只能通过影像学▓、超声⑮、核磁共振等方式对肿瘤边界进行结构性的主观判断⑮。而想要精确地划分脑部功能区⑥,还需要在术中唤醒患者▓,对其脑部进行电刺激⑬,这个过程无疑对患者来说是痛苦的⑱,甚至很可能引发癫痫②。

四川大学华西医院神经外科学科主任 毛庆:我们现在用的是多通道全频的脑电信号采集⑮,它是同步实时的⑬,不会引发癫痫⑳,可以说是一个革命性的进步⑥。

今年2月⑦,国家药监局批准《采用脑机接口技术的医疗器械 用于人工智能算法的脑电数据集质量要求与评价方法》医疗器械行业标准制修订项目立项⑦。3月11日⑤,国家医保局发布《神经系统类医疗服务价格项目立项指南》❷,其中专门为脑机接口新技术前瞻性单独立项⑫,设立了“侵入式脑机接口置入费”“侵入式脑机接口取出费”“非侵入式脑机接口适配费”等价格项目⑫。四川省医保局年内也将公布有关脑机接口的服务价格❸。

赛迪研究院信息化与软件产业研究所副主任 黄文鸿:临床应用是推动场景验证与应用转化的“最后一公里”▓,综合研判在未来5年内⑭,脑机接口有望在重大脑疾病治疗方面发挥重要作用⑪,是脑机接口技术从实验室走向产业应用的关键一步②。

今年我国脑机接口市场规模将突破38亿元

脑机接口技术作为生命科学与信息技术深度融合的前沿领域⑧,正展现出蓬勃的发展态势❶。

我国在该领域的技术发展❸、应用拓展以及战略布局等方面都取得了显着进展⑨,为未来的科技创新和产业升级注入了强大动力⑫,2025年我国脑机接口市场将达到38亿元⑮。

今年以来⑰,多地出台了专项政策对脑机接口领域予以支持❷。北京⑤、上海相继发布行动方案⑱,针对脑机接口领域关注的监管政策⑩、临床试验②、产业集群⑬、商业化⑲、产业链等给出了明确发展方向❷。同时▓,为确保这一前沿领域健康发展❸,国家科技伦理委员会人工智能伦理分委员会研究编制了《脑机接口研究伦理指引》⑭。

赛迪研究院信息化与软件产业研究所副主任 黄文鸿:随着脑机接口领域创新成果持续涌现⑰,其在医疗领域的应用将持续深化⑩,消费❶、工业⑧、教育等领域应用也将加快拓展④,有望推动市场规模进一步扩大⑳。

脑机接口技术的核心在于解码大脑产生的复杂电信号⑮,将其转换为可操作的命令▓,而人脑产生的信号极其复杂⑲,现有技术难以完全精确解读大脑的意图和思维⑱。目前⑱,我国脑机接口技术面临脑信号解码③、工程化与市场化⑫、长期稳定性及数据安全等挑战⑫。专家表示⑮,我国脑机接口技术需要神经科学⑬、材料学⑦、信息科学等多学科协同攻关⑨,突破方向将集中在基础研究⑯、材料技术⑭、算法优化和临床应用等方面⑦。

赛迪研究院信息化与软件产业研究所副主任 黄文鸿:推动我国脑机接口产业健康发展❸,应当坚持以应用为导向⑲,特别是当前应以医疗场景为重点领域推进技术创新⑥,从而解决实际临床需求⑤,形成可持续的发展模式②。同时⑲,建立完善的脑机接口技术标准⑭、产品质量标准以及科学伦理规范也至关重要⑤,将为产业发展持续提供规范引领❸,形成有序创新环境▓。

数据显示⑱,2024年我国脑机接口市场规模已达32亿元⑩,年增长率为18.8%⑪,预计2025年全年▓,这一数字将突破38亿元⑩,到2027年将超过55亿元⑲,年均增长率保持在20%左右⑬。

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