原创 小科 中国科技信息
脑机接口就是在人脑与外部设备间建立直接连接通路，让大脑与机器实现“对话”。
在科幻电影中，经常有这样的场景——残疾人可以用机械臂自如地弹唱，失语者可以重新“开口说话”，失聪者能再次听到声音，人类依靠“意念”指挥着庞大的机械……其实，这些神奇的场景并不仅仅是科幻想象，现实中，不断发展的“脑机接口技术”正是要在将来让这些变成现实。
脑机接口是生命科学和信息技术深度交叉融合的前沿新兴技术，是培育未来产业发展的重要方向。在日前举办的2023中关村论坛-脑机接口创新发展论坛上，专家指出，我国在产业界的共同努力下，已经形成覆盖基础层、技术层与应用层的脑机接口全产业链，并在医疗、教育、工业、娱乐等领域应用落地，将展现出强大的创新驱动力和巨大的发展潜力。
脑机接口技术是什么？它在我国发展有哪些先天优势和需要解决的难题？产业发展又有怎样的前景？今天，请跟随《中国科技信息》来聊聊这些话题。
脑机接口技术源于人类扩展大脑智能的渴望
近日，埃隆·马斯克宣布旗下脑机接口公司Neuralink已获得美国食品药品监督管理局批准，将启动首次人体临床试验。这被业内认为是脑机接口迈向商业化应用的重要里程碑。同时，国内的实践也走在前列。5月，全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京获得成功，该试验在猴脑内实现了介入式脑机接口脑控机械臂。实验中猴子“想一想”，机械臂就把食物送到它嘴边。
从字面意思来看，脑机接口就是大脑和计算机之间的接口，指大脑与计算机的直接连接。一方面大脑要发出指令实现对外部设备的控制；另一方面外部设备也要不断地给大脑发送各种各样的反馈信息，让大脑及时调整控制策略，维持整个系统的稳定性。通俗来讲，脑机接口就是在人脑与外部设备间建立直接连接通路，让大脑与机器实现“对话”。这种看上去只会在科幻电影中出现的桥段，如今在中国已经有相当一部分的企业入局，并将一部分成果转化为实际的商业应用。
脑机接口的发展源于人类扩展大脑智能的渴望，发展至今已经有百年历史了。其起源还要追溯到1924年，德国医生汉斯·贝格尔首次发现并无创记录脑电信号，开启了人们对大脑与脑机接口的探索。
时至今日，脑机接口取得了飞速的发展，已被应用于医疗健康、状态检测、智能生活、国防安全等众多场景，被美国、欧盟、日本、韩国等众多发达经济体视作战略级科技。在可预见的将来，机器的存储和运算能力，配合人脑的思维与创新能力，将以脑机协同的形式开创一个新的未来。
医疗健康是最直接最主要的应用领域
就目前而言，全球脑机接口技术尚处于发展初期，国内发展进度与国际同步。随着计算机科学、神经生物学、数学、康复医学等相关学科的不断探索与交叉融合，脑机接口技术正从基础科研走向市场，在医疗、教育和消费品等市场应用潜力巨大。
医疗健康是目前脑机接口技术最直接、最主要的应用领域。据中国科学院院士、世界神经外科联盟执委赵继宗介绍，脑机接口通过在脑与机器之间建立连接，可以替代、恢复、增强、补充脑功能，为脑功能损伤患者的康复带来福音。
在2023中关村论坛-脑机接口创新发展论坛展览现场，能够帮助脑卒中等患者恢复肢体运动能力的设备十分“抓人“：患者只要戴上一个类似发卡的头箍，将其自带的几个金属贴片靠在额头上，再戴上链接着数根线缆的手套，就可以按照恢复软件中演示的方式想象自己在煎鸡蛋和抓蝴蝶。而记者仅是看到屏幕中显示的握拳动作，还没有来得及戴上手套，手套自己就蜷缩了起来。这是设备捕捉到了脑发出的“握拳”信号，传导给训练手套做出的反应。
借助脑机接口技术，科学家们正在尝试通过放置电极来收集和读取脑电波，以解码神经元信息。经过有效翻译大脑发出的信号，脑机接口设备可以实现大脑与机器的直接沟通，直观呈现出人类的所观、所感、所想，未来可以调节大脑放电，为人类提供认识脑、保护脑和增强脑的方法。
除了临床医疗，目前脑机接口技术也在工业安全监测领域落地实践，尤其是非侵入式脑机接口技术非常适用于工业安全监测，未来有望提升工业生产效率。此外，脑控打字系统、辅助睡眠的脑机等也是脑机接口技术应用的主要场景产品。
我国产业规模2040年将达1200亿元
伴随着技术迅速发展，脑机接口的应用被广泛看好。根据麦肯锡预测未来10到20年，全球脑机接口产业市场规模可达700亿至2000亿美元。而对于我国来说，到2040年，脑机接口行业综合市场规模有望超过1200亿元。
良好的前景之下，我国南京熊猫、汉威科技、盈趣科技、汤姆猫、科大讯飞等多家上市公司早已争相布局这一领域。即便如此，我国脑机接口行业也仍处于发展初期，行业内大部分企业规模较小，以布局非侵入性脑机接口产品为主，少有企业进行侵入式脑机接口产品的研究。
专家指出，目前脑机接口技术需要攻关的三大问题分别是材料、产业化和伦理。侵入式脑机接口设备最大的问题在于其材料是否安全，是否能长期在人体内而不对神经系统起到副作用，这是脑机接口上游亟待解决的问题；目前各国对脑机接口的研究还是“个案”，现有已产业化的设备距离真正技术应用还有一定的距离；再有就是伦理问题。
对此，我国也高度重视脑机接口技术发展，已将“脑科学和类脑研究”列入国家重大科技创新和工程项目。中国科学院也于2022年初成立脑科学和智能技术卓越创新中心。2023年2月，中国脑机接口产业联盟成立，将积极发挥政产学研用桥梁纽带作用，为我国脑机接口、脑机交互、脑机智能领域规划布局提供支撑建议，加强跨领域与行业交流，推动技术创新与应用探索，开展标准和测试研究，培育和构建产业生态，以便更好地支撑我国经济、科技和社会发展。
图片来源于网络
关注公众号了解更多资讯
《中国科技信息》杂志社
主管单位：中国科学技术协会
主办单位：中国科技新闻学会
内容转载请联系微信：zkxxx1999
在线投稿平台：www.cnkjxx.com
投稿电话：010-68003059
寻求报道、内容合作，请联系微信：15811564659
杂志收录情况：《中国知网》《中国期刊核心期刊（遴选）数据库》《中国学术期刊综合评价数据库（CAJCED）统计源期刊》《中国期刊全文数据库（CJFD）》《中国科协、中国图书馆学会（解读科学发展观推荐书目）》
原标题：《又一颠覆性技术火了！脑机接口技术未来将在这些领域率先取得突破》