植入式腦機接口，賦予人類“超能力”

植入式腦機接口作為新質生產力和未來產業發展方向的代表技術，無論是國際還是國內都非常重視和支持其發展。

20世紀末，電影《黑客帝國》中描繪的科幻畫面曾一度讓全球觀眾著迷—— 主人公通過在腦后插入一根線纜，就能夠直接與計算機進行交互，感知和控制虛擬世界。

20年后，特斯拉和Neuralink的創始人埃隆·馬斯克，這位科技界的風云人物，在視頻直播中說道：“讓人們看見以前看不到的東西，紅外線、紫外線、線電……我認為換一種說法就是，我想給人類超能力！”他還宣布Neuralink公司的腦機接口設備已成功植入3名癱瘓患者體內，目前運行順利，可以依靠思維操控電子設備。時至今日，曾被認為是幻想的腦機接口技術，已逐漸走入我們的現實生活，“賽博朋克”時代已全面來臨！

人腦與外界溝通交流的“信息高速公路”

腦機接口（Brain Computer Interface，BCI），指在人或動物大腦與外部設備之間創建的直接連接，實現腦與設備的信息交換。腦機接口技術區別于傳統腦電信號處理，是一種變革性的人機交互技術，其作用機制是繞過外周神經和肌肉，直接在大腦與外部設備之間建立全新的通信與控制通道。它通過捕捉大腦信號并將其轉換為電信號，實現信息的傳輸和控制，也就是科幻電影中常出現的“意念控制”。

腦機接口分為植入式和非植入式兩大類，非植入式腦機接口主要是通過記錄頭皮腦電，實現對外部設備的控制，其成本較低，沒有創傷及手術風險，生態性好，但信號信息量有限，空間分辨率不足，在控制的實時性和復雜度方面存在瓶頸，通常應用在日常的娛樂交互場景中。

在醫療賽道，則是植入式腦機接口更勝一籌，其通過植入電極記錄顱骨以下的組織產生的信號來實現外部設備的控制，特別是深入到大腦皮層，可以記錄到神經元水平的電信號，包括單個神經元的動作電位和局部場。植入式腦機接口獲取的信息更為豐富，應用場景也更為廣闊，尤其是可以應用至各類曾經無法治愈的醫療疾病當中，例如癱瘓、漸凍癥、帕金森等。

如果將大腦活動比作一場演唱會，那么非植入式腦機接口就像在體育場外感受，你能夠聽見一些場內的聲音，但無法獲取細節。而植入式腦機接口就像在舞臺的前排觀看演唱會，不僅能夠清晰地看見舞美燈光等視覺效果，也能更清晰立體地欣賞音樂。可以看出，植入式腦機接口是最硬核的賽道，馬斯克當前研究的設備正是采用了這條技術路線。

清華大學進行腦機接口實驗。

科技“讀心術”崛起

植入式腦機接口的技術發展就像一場漫長的馬拉松，從漢斯·貝爾格（Hans Berger）在1929年首次提出腦電圖（Electroencephalo-grach，EEG）概念以來，人們開始推測大腦在沒有周圍神經核肌肉下亦可以進行通信和控制。1973年，加州大學洛杉磯分校計算機科學家雅克·維達爾（Jacques J. Vidal）率先使用了“腦機接口”一詞來形容一個可以將腦電信號轉化為計算機控制信號的系統，他發表了有關“直接腦機交流”的開創性理論和技術建議，“腦機接口（BCI）”正式成為一個具有標準定義的學術詞匯。

此后，植入式腦機接口逐步由動物實驗過渡至人體實驗，2004年，美國Cyberkinetics公司的“猶他電極”獲得美國食品藥物監督管理局（FDA）批準，四肢癱瘓的馬特·內格爾（Matt Nagle）成為第一位用植入式腦機接口來控制機械臂的病人，這標志著BCI技術正式由科研走向臨床。在2014年的巴西世界杯開幕式上，一位身披“機械戰甲”的全身癱瘓的前足球運動員在球迷的歡呼聲中出場，他通過腦機接口技術操控外骨骼，成功完成了一個2秒的開球動作。他的“機械戰甲”正是美國杜克大學醫學院神經生物學教授米格爾·尼科萊利斯（Miguel Nicolelis）設計的首款基于腦機接口控制的外骨骼“Bra-Santos Dumont”。

此后的十年，國內外的腦機接口技術井噴式發展，在多種曾經被認為無法治愈的疾病上取得了突破性成果。2020年1月，浙江大學醫學院附屬第二醫院與浙江大學團隊對一位高位截癱患者植入猶他電極，患者通過意念控制機械臂實現進食和飲水等動作，由此實現了中國植入式腦機接口臨床“零的突破”。2022年7月，Synchron實施了一起人體腦機接口手術，受術者是一名身患肌肉萎縮側索硬化癥（俗稱“漸凍癥”）的病人，已經喪失了行動和說話的能力。這是首次將腦機接口應用至漸凍癥的治療。知名科學家霍金就曾受漸凍癥的困擾，除了兩根手指可以活動之外，全身都完全癱瘓，不能發出任何聲音。若霍金如今仍在世，植入式腦機接口設備能夠幫助他恢復更多的肢體機能，從而更好地進行科學研究。此外，上海瑞金醫院功能神經外科中心主任孫伯民啟動了一項名為“腦機接口治療難治性抑郁癥”的臨床研究，并在2023年在患者身上實施了手術。

時至2024年，在4月25日開幕的2024中關村論壇年會上，由北京腦科學與類腦研究所聯合北京芯智達神經技術有限公司自主研發的“北腦二號”腦機接口重大成果正式亮相，填補了國內高性能侵入式腦機接口技術的空白。清華大學洪波教授帶領的腦機接口研究團隊也在多例患者身上成功實施了手術，在經過康復訓練后，患者能夠用念控制光標或手套外骨骼。

迎接“人機共生”的新時代

當前，全球植入式腦機接口產業正處于快速發展階段，吸引了大量科技公司、醫療機構、學術研究機構和政府部門的高度關注。基于植入式腦機接口形成了完整的產業鏈，上游包括腦電采集電極、腦機接口芯片、外部嵌套等；中游包括腦電采集平臺、接口等產品提供商；下游則包括醫療、科研、教育、娛樂、智能家居等多樣化的應用領域。據麥肯錫預測，腦機接口在醫療應用市場規模有望在2030年達到400億美元，并于2040年達到1450億美元。其中以中樞神經疾病治療為主的嚴肅醫療的潛在應用規模2030年預計為150億美元，2040年為850億美元，而以情緒評估與干預為主的消費醫療的潛在應用規模2030年預計為250億美元，2040年為600億美元。

雖然植入式腦機接口的相關設備很可能在未來陸續商業化，但當前的應用場景還是主要集中在嚴肅醫療場景下。目前，具備整機研發實力且已有臨床驗證的公司并不多，其中最為人所熟知的就是馬斯克的Neuralink公司。

Neuralink于2016年成立，其核心產品是一種叫作“TheLink”的小型設備，它有一個計算芯片和1024根微小的線，這些線上有傳感器，通過將線植入腦內讀取并寫入神經元信號，并將神經信號轉換為被計算機理解的數據，通過無線方式連接到電腦或手機，就可以以意念控制手機、電腦或其他設備。截至目前，馬斯克稱其產品已成功植入3名患者體內，雖然過程中也遇到一些困難，但運行情況良好。在2025國際消費電子展（CES2025）期間的一場特別專訪中，馬斯克談到了Neuralink最新的技術進步，他計劃在今年內再植入約20-30例腦機接口，下一個研究方向將聚焦視障人士，即使是完全失去雙眼或視神經受損，甚至是先天失明的人，也可以通過直接與大腦視覺皮層連接來幫助他們重獲視覺。

聚焦國內市場，2025年全國兩會期間，全國人大代表、武漢衷華腦機融合科技發展有限公司（以下簡稱衷華腦機） 首席科學家、董事長黃立，在節目中將一款65000通道的植入式腦機接口產品展示給觀眾及網友。“65000通道，這個指標是國際上最高的，”根據黃立的介紹，衷華腦機的技術水平已經遠超馬斯克的Neuralink公司，這款微針陣列的通道數是Neuralink的20多倍，并且實現了雙向信息的讀取與寫入，而Neuralink的技術則為單向。

在北美和歐洲早早開始腦機接口的研發和市場占領的情況下，黃立團隊如“破壁者”一般，用15年時間完成了從紅外芯片到腦機接口的跨界突圍，在植入式腦機接口的微針產品上占據了絕對的技術和市場優勢。在65000通道的微針陣列研制成功后，他們沒有停下創新的腳步，團隊進一步豐富了產品的品類，使之更實用化，并且與十多所著名神經外科醫院達成戰略合作，建立聯合實驗室，目前已擬定30多個科研項目，旨在將產品實踐于臨床應用，創造出實實在在的醫療成果。

如果說Neuralink公司更側重于整機產品的研制，那么衷華腦機則是專注于在植入式微針電極陣列的賽道深耕。而還有一家公司，突破了傳統開顱的電極植入方式，提出了創新式的基于血管式植入電極，這是一種侵入性更小的植入方法，通過微創手術就能實現，這家公司就是神經科技初創公司Synchron。

Synchron成立于2016年，其研發的產品在漸凍癥的治療上有顯著的成效。2024年，Synchron公布了兩項最新的進展，他們已成功將其腦機接口系統與蘋果公司的 Vision Pro頭顯設備連接，并且成功將ChatGPT植入人類大腦，這也是世界首創。借助AI，腦機接口的信息處理速度和效率將大大提升，與Vision Pro這樣的頭顯設備連接則進一步擴展了植入式腦機接口在消費電子領域的商業化可能，有望與虛擬現實（VR）、增強現實（AR）等共同組成下一代元宇宙技術的起點。

此外，還有Precision Neuroscience、Braingate等多家全球知名企業，都已研制出自己各具特色的植入式腦機接口產品。縱觀市場，從上游、中游到下游，植入式腦機接口技術已經逐漸走向成熟，并且具備極大的市場潛能。結合外骨骼、虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、機器人等的具身智能設備的發展，通過人類智能和數字智能之間建立一種更緊密的“人機共生”的關系已不再是科技幻想。

Neuralink 產品圖

科技倫理與人類未來碰撞

植入式腦機接口作為新質生產力和未來產業發展方向的代表技術，無論是國際還是國內都非常重視和支持其發展。

國家層面，《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中提到 “在事關國家安全和發展全局的基礎核心領域，制定實施戰略性科學計劃和科學工程，瞄準人腦科學等前沿領域，實施一批具有前瞻性、戰略性的國家重大科技項目”。 2021年10月，《“十四五”國家知識產權保護和運用規劃》中明確“促進知識產權高質量創造，健全高質量創造支持政策，加強人工智能、量子信息、集成電路、基礎軟件、生命健康、腦科學、生物育種、空天科技、深地深海等領域自主知識產權創造和儲備”。

地方層面，2025年一開年，北京和上海相繼發布《加快北京市腦機接口創新發展行動方案（2025-2030年）》《上海市腦機接口未來產業培育行動方案（2025-2030年）》，提出在2030年前，打造腦機接口產業發展集聚示范區，實現腦機接口創新產品在醫療、康養、工業、教育等領域的規模化商用等目標，實現高質量腦控，腦機接口產品全面實現臨床應用，打造全球腦機接口產品創新高地，產業鏈核心環節實現自主可控等目標。可見對于腦機接口產業，尤其是植入式腦機接口而言，規模化的產業、多場景的應用是當前的發展目標。從漸凍癥、癱瘓、難治性癲癇等疾病的臨床應用出發，到與具身智能配合的日常社交的場景裂變是未來的發展趨勢。

“腦機接口安全嗎？”“黑客會通過腦機接口進入大腦獲取個人隱私嗎？”……當思考本身變成一種交互方式，流量入口從手機屏幕轉向人類大腦，普通用戶們發出了許多質疑的聲音。的確，人工智能技術發展這么多年才有了ChatGPT，但是對于其倫理的擔憂，早就開始了，腦機接口也是如此。清華大學信息國家研究中心助理研究員顧心怡表示，目前，腦機接口的倫理問題首先還是在安全性上，比如設備接入過程中對人的安全性和在數據交換過程中隱私的安全性等。除了安全性，在未來發展到應用階段，腦機接口的倫理問題還會涉及一些腦控、精神自由，甚至公平性的問題。由于社會飛速發展，在倫理和法律上關于虛擬世界的約束也處于起步的階段，隨著腦機接口逐漸產業化、商業化，法律和道德約束顯得尤為迫切。

在腦機接口飛速發展的今天，眾多企業已經爭相入局，通過布局醫療、社交等領域搶占流量入口。但對于許多用戶而言，腦機接口仍然是陌生的。行業要真正良性健康地發展，還是要在性能、安全、隱私之間找到平衡，任重道遠，未來可期。

（文章來源：《創意世界》2025年5月號）

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編校：范曉華，審讀：郭麗

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