近年來，全球腦機接口技術(shù)飛速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域正逐漸從醫(yī)療領(lǐng)域擴大至教育、游戲等非醫(yī)療領(lǐng)域。與此同時，人工智能（AI）等新興技術(shù)的快速演進正在推動腦機接口技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)更多突破。
腦機接口是一種變革性的人機交互技術(shù)，其工作原理是采集腦部神經(jīng)信號并分析轉(zhuǎn)換成特定指令。該技術(shù)能夠在大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建直接連接，實現(xiàn)“腦”與“機”之間的直接信息交換。
腦機接口設(shè)備的重要功能包括幫助治療記憶力衰退、頸脊髓損傷及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病，幫助有運動功能障礙的患者、癱瘓人群恢復部分能力，甚至幫助他們重新行走，改善和提升他們的生活質(zhì)量。
隨著腦機接口技術(shù)的發(fā)展，其在醫(yī)療領(lǐng)域與非醫(yī)療領(lǐng)域的潛在應(yīng)用場景也在不斷擴展，包括監(jiān)測與評估大腦狀態(tài)、調(diào)控神經(jīng)、增強感官能力、提高游戲的操控性以及用于教育等領(lǐng)域。
目前，腦機接口技術(shù)按照其是否需要侵入大腦以及侵入的程度分為非侵入式、侵入式、半侵入式三類。
侵入式腦機接口需要將電極或傳感器等硬件設(shè)備植入到大腦皮層，以直接捕獲神經(jīng)信號，主要優(yōu)點是信號質(zhì)量較高，可以實現(xiàn)對神經(jīng)信號的直接監(jiān)測和調(diào)控。但由于涉及手術(shù)風險和可能的健康隱患，侵入式腦機接口的應(yīng)用范圍相對有限。
非侵入式腦機接口則不需要通過手術(shù)將硬件設(shè)備植入人體，而是通過采集腦電信號等無創(chuàng)方式來間接監(jiān)測大腦活動，具有無創(chuàng)、低風險、易操作等優(yōu)點，但存在信號質(zhì)量相對較低、對環(huán)境干擾較為敏感等局限性。
半侵入式腦機接口介于非侵入式和侵入式腦機接口之間，雖然仍需要通過手術(shù)布置電極，但電極并不植入大腦皮層，而是置于顱骨下、皮層上方。
業(yè)內(nèi)人士認為，全球腦機接口的發(fā)展歷程可以分為學術(shù)探索階段、科學論證階段和應(yīng)用試驗階段，目前該技術(shù)正處于第三個階段，并蓬勃發(fā)展。
2024年1月，美國“神經(jīng)連接”公司完成了該公司首例腦機接口設(shè)備人體移植，移植后患者可通過意念移動電腦屏幕上的光標；2024年3月，中國團隊宣布成功研發(fā)出65000通道、雙向的腦機接口芯片；2024年8月，“神經(jīng)連接”公司表示，已完成該公司第二例腦機接口設(shè)備人體移植，接受移植者在術(shù)后用意念控制光標、玩電子游戲等能力增強。
2025年，腦機接口應(yīng)用持續(xù)迎來新進展。在AI賦能下，腦機接口的實時性和低延遲性能顯著提升；而高密度柔性電極和解碼算法的協(xié)同創(chuàng)新，使半侵入式技術(shù)也取得新進展。
今年1月，“神經(jīng)連接”公司創(chuàng)始人埃隆·馬斯克在社交媒體上宣布，該公司已完成第三例腦機接口設(shè)備人體植入手術(shù)，且設(shè)備運行良好，預計2025年還會增加約20例至30例。
3月31日，美國加利福尼亞大學舊金山分校領(lǐng)銜的研究團隊在英國《自然·神經(jīng)學》雜志上發(fā)表論文說，他們利用人工智能算法改進了腦機接口植入設(shè)備，使一名失語18年的中風患者能以更接近自然語言的速度將想法轉(zhuǎn)換成語言表達出來。
據(jù)介紹，經(jīng)改進的腦機接口系統(tǒng)可在3秒內(nèi)同步完成對患者所思考語句的實時解析與語音轉(zhuǎn)化，而患者此前所用的輔助通信設(shè)備完成這一過程需要超過20秒。
近期，中國腦機接口植入人腦技術(shù)也取得新突破。中國自主研發(fā)的半侵入式腦機接口“北腦一號”第三例人體植入手術(shù)于3月20日在天壇醫(yī)院成功完成。前兩例先后在北大第一醫(yī)院、首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院完成。接受手術(shù)后，癱瘓病人已實現(xiàn)意念控制運動，因患漸凍癥而失語的病人已實現(xiàn)語言交流能力。
據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，“北腦一號”集成了中國自主研發(fā)的柔性高密度腦皮層電極，128通道同時采集的信號通量在同類產(chǎn)品中處于國際領(lǐng)先水平。這種新型的半侵入式腦機接口既提升了信號采集的精準度，又降低了手術(shù)創(chuàng)傷和術(shù)后風險，彌補了侵入式和非侵入式技術(shù)的不足。
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