何以中國｜走近“腦機接口”，探秘如何“心想事成”

戴上腦電極帽，背上裝有主控模塊的小包，電腦上跳躍出經(jīng)算法解碼的腦電信號。在天津大學(xué)腦機交互與人機共融海河實驗室里，工作人員向記者展示腦機接口如何實現(xiàn)“讀心術(shù)”。

“現(xiàn)在想象，右手腕長出了一根‘第六指’，用它去抓握。”腦機海河實驗室團隊成員王壯，正在和同事進行“讀心術(shù)”測試。佩戴機械“第六指”，測試人員右手不斷接近桌面，只見機械手指緩緩張開，并穩(wěn)穩(wěn)抓住桌子上的小球。

這款來自天津大學(xué)腦機交互與人機共融海河實驗室團隊研發(fā)的手指穿戴設(shè)備，也叫“神工-靈犀指”。

“通過非侵入式腦機接口技術(shù)，采集大腦控制信號，就可以通過讀取腦信息，控制外肢體。”王壯告訴記者，“起名‘靈犀’，就是想表明通過腦機接口技術(shù)，大腦與‘斷聯(lián)’的手指依舊可以有聯(lián)系。”

工作人員正在測試“神工-靈犀指”。新華社記者 楊文 攝

腦卒中患者多半有偏癱或者肌張力過大。據(jù)介紹，用意念控制“靈犀指”，可以配合人手完成輔助抓握，喚醒患者的功能障礙中樞與外周神經(jīng)系統(tǒng)，助力手部運動功能康復(fù)。

腦機接口為人類的大腦帶來新圖景。讓癱瘓患者僅憑“意念”便能操控手機，助腦卒中患者通過神經(jīng)信息系統(tǒng)開展精準(zhǔn)康復(fù)訓(xùn)練……通過破解大腦密碼，科幻電影中對于意念操控的想象照進了現(xiàn)實。

2024年，天津大學(xué)成為全國首個開設(shè)腦機接口專業(yè)方向的高校。在腦機海河實驗室常務(wù)副主任倪廣健看來，支撐這些突破的，正是實驗室團隊近20年的技術(shù)積淀，以及在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化道路上的實踐。

學(xué)生在天津大學(xué)腦控系統(tǒng)研發(fā)與集成應(yīng)用實驗室內(nèi)上課。新華社記者 李然 攝

在當(dāng)前與腦機接口產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化尤為密切的醫(yī)療領(lǐng)域，腦機海河實驗室團隊研發(fā)的“神工”系列腦機交互創(chuàng)新醫(yī)療器械已經(jīng)實現(xiàn)臨床探索應(yīng)用。“神工-神行”“神工-神機”“神工-神甲”等設(shè)備有效幫助中風(fēng)患者的手部、上肢、下肢實現(xiàn)運動功能康復(fù)，累計服務(wù)3000多名患者。

科研界正在探索大模型與腦機接口的能力結(jié)合。例如，情感型腦機接口捕捉用戶的情緒狀態(tài)，可輔助AI大模型生成更“人性化”的文本。腦機海河實驗室研發(fā)的面向抑郁評估的情感腦機交互機器人系統(tǒng)，可以分析受試者狀態(tài)，并給予大腦特定信號刺激，幫助重歸正常生活，已在多地三甲醫(yī)院試用。

“我們不只是在追求一兩個爆款產(chǎn)品，而是在構(gòu)建一條完整的‘臨床診療—技術(shù)研發(fā)—產(chǎn)品準(zhǔn)入—醫(yī)保接入’閉環(huán)鏈路。”倪廣健說。

這條路徑如今正得到產(chǎn)業(yè)資本的強力推動，天津市已設(shè)立國內(nèi)首支腦機接口專項基金，首期規(guī)模10億元，該基金已儲備了20余個優(yōu)質(zhì)項目。

2024年7月，腦機海河實驗室與南方科技大學(xué)等協(xié)同合作，研發(fā)全球首個片上腦機接口智能交互系統(tǒng)，創(chuàng)造出有生物智能的“類腦器官”；2025年2月，與清華大學(xué)聯(lián)合研發(fā)出“雙環(huán)路”腦機接口系統(tǒng)，實現(xiàn)人腦對無人機的高效四自由度控制；4月，與天津市環(huán)湖醫(yī)院合作的全國首個腦機接口綜合臨床試驗病區(qū)，將體系化布局各類神經(jīng)重癥的腦機接口臨床綜合解決方案。

天津市為腦機接口產(chǎn)業(yè)構(gòu)建“雨林式”產(chǎn)業(yè)生態(tài)。在這幾年政策支持和技術(shù)突破的雙重推動下，更多腦機接口應(yīng)用場景迎來“爆發(fā)”，技術(shù)迭代“與時間賽跑”。

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