【觀察】腦機接口產業發展提速,距離它的“未來”還有多遠?

2025年被視爲腦機接口的元年。日前,工業和信息化部、國家發展改革委、教育部等7部門發佈《關於推動腦機接口產業創新發展的實施意見》(以下簡稱:《意見》)提到,到2027年,腦機接口關鍵技術取得突破,初步建立先進的技術體系、產業體系和標準體系。

此前在2024年1月,工信部、教育部等7部門首次將腦機接口納入未來產業目錄。隨後,國家科技倫理委員會人工智能倫理分委員會研究編制《腦機接口研究倫理指引》,推動該行業健康規範發展。

界面新聞注意到,上述《意見》明確了5大重點任務,細化17項具體舉措。其中提到,研發用於植入腦機接口的高精度手術機器人,突破亞微米級精度控制與動態調整技術,提升區域精準實時成像與三維重建能力。

“上述《意見》的出臺作爲導向政策爲行業發展注入強心劑,併爲產業發展方向做出明確指引。”北京腦科學和類腦研究所所長羅敏敏告訴界面新聞,一方面是從技術研發、產品研發、應用場景拓展方面指明瞭現階段產業發展的短板,引領行業進行突破;另一方面政策出臺扶持示範性企業與創新中心,加強了多領域融合,加速人才培養,爲產業發展起到了促進作用。

什麼是腦機接口?

腦機接口(BCI)是近年來發展起來的一種新型人機交互方式。

據“央視新聞”微信公衆號消息,大腦在思維活動時產生腦電波,腦機接口則通過識別腦電波特徵直接讀取大腦意圖,將其轉化爲計算機指令,實現人與機器或外部環境之間的交互聯通,創造讓癱瘓者行走、讓失語者“說話”、讓盲人“復明”等奇蹟。

簡單來說,腦機接口就像大腦和機器之間的“翻譯官”,讓“意念”變爲現實。

從腦機接口類型來看,界面新聞注意到,按照腦信號採集傳感器的位置,可以分爲三類:侵入式、非侵入式和半侵入式。

侵入式腦機接口需藉助手術將電極、芯片等傳感裝置植入大腦內部,信號清晰但風險高;非侵入式規避手術操作,主要利用頭皮採集信號,無創安全但獲取信號的質量受限。

半侵入式則介於前兩者之間。據央廣網報道,清華大學洪波教授團隊設計研發的無線微創植入腦機接口(NEO)採用的就是半侵入式腦機接口技術,即將電極通過手術置於顱骨下方、硬腦膜上方,既避免了深入大腦皮層帶來的損傷,信號採集也相對清晰。

羅敏敏也表示,半侵入式腦機接口僅將電極植入在大腦硬膜外,並未真正進入中樞神經系統,產品選用醫療器械行業中被廣泛認可的材料,風險相對較小。

事實上,近幾年,國家和地方層面相繼出臺了與腦機接口相關的政策,明確了該行業的重點發展方向。

2025年1月,上海市科學技術委員會印發關於《上海市腦機接口未來產業培育行動方案(2025-2030年)》的通知提到,腦機接口技術在醫療、康養、教育、娛樂等領域有着廣闊的應用前景。要加快侵入式、半侵入式腦機接口技術與產品的落地應用。鼓勵非侵入式腦機接口技術在康復訓練、教育娛樂、智能生活、生產製造等領域的應用。

同年5月,四川省經濟和信息化廳等8部門聯合印發《四川省腦機接口及人機交互產業攻堅突破行動計劃(2025—2030年)》提出,支持腦機接口納入醫療服務價格體系,鼓勵開放場景開展臨牀試驗,加快推動醫療器械註冊。此外,全要素創新研製腦機接口整機系統裝備,前瞻佈局腦控機器人、腦機接口特色數字藥物等前沿產品。

在今年7月,該項技術還未投入到臨牀卻已被納入醫療服務價格體系。7月31日,國家醫保局制定新上市藥品首發價格機制,其中包括設立“腦機接口置入費”“腦機接口適配費”等價格項目,腦機接口技術成熟獲批進入臨牀後,可快速進入臨牀應用並收費。“一個醫療器械尚未拿到許可證就獲得價格立項,這是很罕見的,說明患者和醫生都在等待”洪波說。

腦機接口能做什麼?

腦機接口主要應用於醫療、消費、教育、工業、教育、軍事等領域。不過,界面新聞梳理髮現,目前,腦機接口的應用仍以醫療領域爲核心。

羅敏敏表示,侵入式腦機接口技術的應用場景現階段聚焦於醫療健康領域,幫助運動或語言障礙患者實現運動或語言功能的替代與康復。非侵入式腦機接口技術則側重於消費領域,應用場景涵蓋工業生產、學習教育、遊戲控制、輔助睡眠、心理治療、自動駕駛等諸多方向。

界面新聞注意到,在醫療領域,腦機接口技術的主要應用方向涵蓋神經康復治療、腦控假肢操控以及情緒調節管理,同時還涉及癲癇、帕金森症等疾病的輔助治療。

針對中風、脊髓損傷引發的運動障礙,腦機接口可解讀患者 “擡手” 等運動意圖,轉化爲機械臂、康復機器人等設備的控制指令,通過重複性訓練促進神經重塑與功能恢復。

針對此,上述《意見》也提到,研發用於植入腦機接口的高精度手術機器人。羅敏敏告訴界面新聞,侵入式腦機接口需將電極植入大腦,使用自動化手術機器人能顯著提升手術安全性與效率。

“相比醫生手動操作,機器人能大幅加快植入速度、縮短手術時間、降低組織損傷風險,從而顯著提高植入過程的安全性。經過嚴格設計和驗證的手術機器人,理論上不會引入額外風險。”羅敏敏說。

據央視網消息,40歲的小董因遭遇車禍致頸椎處脊髓損傷。自2014年11月起,小董在復旦大學附屬華山醫院接受了NEO腦機接口的植入手術。在之後時間裡,他每天堅持進行腦機接口訓練。如今,他不僅做到了徒手喝水吃飯,甚至可以依靠支具穩定站立。

不過,也並不是所有人都適合應用腦機接口技術。據央視網報道,多位業內專家表示,目前腦機接口技術已取得較大突破,但要成爲一種成熟的“治療手段”尚有距離。它的應用邊界、適用人羣、臨牀療效、產業鏈發展等,仍是有待業界探索破解的課題。

平衡技術與倫理

羅敏敏表示,腦機接口是一項前沿科技領域,涉及多學科交叉,研發難度大、週期長、成本高,產業處於發展早期。

現階段的腦機接口技術如何發展與突破?這項技術走向成熟還需作出哪些努力?

羅敏敏指出,上述《意見》已明確指出腦機接口技術突破的三大核心方向,即“腦信號傳感元件、腦機芯片以及腦信號編解碼軟件”除此之外,產品配套的機器人研發也是一個需要突破的方向。

“以上每個方向都涉及到多領域的融合與創新,比如,腦信號傳感元件技術突破涉及到新材料的研發、電極工藝的創新、監管技術與標準的研究等多方面。”羅敏敏說。

具體來看,浙江大學腦機智能全國重點實驗室主任潘綱在接受央視網採訪時表示,信號採集精度、長期穩定性(如電極材料)、算法解讀能力,每個環節都有需要攻關的點。“比如,電極或者芯片的材料會影響大腦數據的質量;數據質量又會影響算法解碼的好壞。”

他介紹,目前人類對大腦的認知仍比較有限。“人腦約有860億神經元,其中負責人腦高階功能的大腦皮層有近160億個神經元,現有技術僅能記錄極小部分信號,這對後期人工智能算法解讀更多大腦信息要求很高。”

此外,杜娜、馬媛等人在文章《腦機接口集成外骨骼機器人在康復領域中的應用綜述》文章中表示,該領域會面臨數據安全問題,有部分涉及患者隱私,數據保護需時刻重視。此外,證據支持有限,部分研究受控於實驗室,未來還需加大 BCI 集成外骨骼機器人的臨牀試驗研究以提高適用性等。

對此,羅敏敏表示,患者知情同意是基礎,必須清晰告知數據用途與風險並獲得明確同意。設備本身也需安全可靠,保障數據採集、傳輸和存儲全過程安全。

此外,還需運用技術隱藏個人身份,去除姓名、年齡等敏感信息,確保分析數據無法追溯到具體個人。數據全程還需要加密保護,並嚴格限制訪問權限,僅限必要人員接觸。政府監管部門必須制定有效管控措施,加強監管力度。

另據央廣網報道,北京大學醫學倫理與法律學系副主任、副教授劉瑞爽提醒,腦機接口可以收集、處理、存儲、管理和分析大腦數據,進而傳達個人情感、想法、願望、愛好等,也增加了隱私侵犯的風險,“大腦是我們隱私最隱秘的部分”。因此,他建議建立嚴格的數據隱私與倫理審查機制,並在法律上明確責任歸屬,“如果AI讓人類犯錯,應該由誰來擔責?”

事實上,這也是上述《意見》所重點強調的內容。《意見》提到,要“建立數據治理框架,規範對用戶信息的收集、存儲、使用等行爲,防止腦隱私泄露,提升生物數字信息安全防護能力”。

不過,在洪波看來,目前腦機接口解碼主要集中在較爲簡單的運動和視覺解碼,遠未到能“讀取”和“改變”人類思維、記憶等高級認知活動的“科幻”程度。“如果腦科學是一本100頁的書,我們才翻開第1頁。”