[ 试读 ] “把病人变成正常人，把正常人变成超人”

《头号玩家》和《赛博朋克2077》中的场景正在走进现实。今年4月，脑虎科技联合复旦大学附属华山医院、中国科学院上海微系统所等团队宣布，他们在临床试验中以半侵入式的方式为一名19岁的右侧额叶癫痫患者植入自主研发的256通道柔性脑机接口后，该患者成功实现了对《王者荣耀》《黑神话：悟空》等复杂游戏的精准脑控操作。

6月14日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心赵郑拓研究组及李雪研究组联合复旦大学附属华山医院吴劲松/路俊锋团队宣布，成功开展中国首例侵入式脑机接口的前瞻性临床试验，受试者是一名高压电事故导致四肢截肢的男性，患者3月植入脑机接口后，通过2至3周的训练实现了用意念下象棋、玩赛车游戏，且达到了跟普通人控制电脑触摸板相近的水平。

这两项成果表明，中国关于脑机接口的应用进程，跟上了大洋彼岸同行的步伐。2024年3月，伊隆·马斯克创立的脑机接口公司Neuralink就曾表示，四肢瘫痪的受试者Noland Arbaugh在被侵入式植入Neuralink的脑机接口后，成功通过脑机接口意念畅玩国际象棋和策略游戏《文明4》。

 

“患者在被植入脑机接口后，需要大概10天（累计19.87小时）的训练来适应用脑机操控游戏的使用逻辑，10天后患者就能以跟正常人相差无几的操作精度打游戏了。”脑虎科技创始人兼首席科学家陶虎对《第一财经》杂志表示。每秒比特数（BPS）是业界用来评估人类对电脑光标控制精度的参数，入门玩家操作光标的BPS值在4到5，而脑虎科技的受试患者在植入脑机接口后经过不到10天的训练达到了4.07BPS的水平。

利用脑机接口技术操作游戏，操作精度和速度的上限其实会比常规玩法更高。普通人点击鼠标，大脑信号要经由神经传递并转化成肌肉信号才能执行点击的动作，但脑机接口能直接将大脑信号和游戏连通，实现用意念直接控制。Neuralink就曾声称，其受试者Arbaugh在被植入脑机接口后，控制光标的能力持续增长，已达到8BPS——这一数据直观展现了脑机接口在人机交互领域的潜力。

让用户通过脑机接口打游戏，所需环节听起来并不复杂——首先通过脑电极捕捉电信号，再传导给脑机芯片处理解码，最后发送到计算机系统上执行指令——但走到这一步，研究人员花了20年。

2005年，美国布朗大学的研究团队完成了首个大脑运动皮层脑机接口设备植入手术，为一名四肢瘫痪的患者植入了一个4毫米见方、包含100个微小电极的脑机接口设备，使他能通过运动意图控制电脑光标、电视机和机械手 臂。

 

然而，当时的脑机接口需要持续在头顶外连接一个充电器大小的基座，这使得头皮的创口始终面临部分暴露，有可能感染的风险。彼时，脑机接口的信号效果也不太稳定，科学家需要每天矫正系统。而且由于电极受限，传感器对脑电信号的检测能力几个月后就出现了下降。最终，科学家选择了拆除脑机接口装置。

2011年至2013年，有研究团队先后在两名病例身上实现了让他们通过脑机接口用意念操控机械臂拿起水杯、给自己喂水的试验。这项试验加强了信号稳定性，但依然没能摆脱脑机外接巨大装置的问题——脑控喝水已经是彼时脑机接口所能实现的较大极限。

要让脑机接口采集到某个行动的特定信号，需要克服的是茫茫脑海的“巨大噪音”。因为大脑是高度发达的信息系统，每一刻都有巨量的神经信号在脑际中穿梭。正如浙江强脑科技的创始人韩璧丞所说，就像“在喧嚣的海边，试图听到50公里外蚊子扇动翅膀的声 音”。

行动的复杂性增加，需要克服的困难也会指数级递增。比如实现水杯抓取，脑机接口只需要捕捉特定运动皮层的特定信号，而打游戏时的每个操作和决策，都要求大脑多个分区的协同，这意味着脑电极需要及时捕捉并识别来自多个分区的电信号，而脑机芯片需要快速解码这些信息并传递出落实在屏幕上的具体行动指令。

一旦实现了对复杂行动的控制，其他相对基础的行动也可以利用脑机接口完成了。“患者无论是想打游戏，还是想喝水，操作轮椅，甚至控制智能家居，我们研发的这套设备都是通用的。”陶虎表示。脑虎科技正在构建一个用脑机接口上网的未来。“脑机接口领域也有‘操作系统’，脑虎科技目前已经开发了自己的系统，未来它或许能接入微信、淘宝、抖音等应用程序，让消费者不仅能用意念打游戏，也能用意念聊天、购物、刷视频。”

相比20年前，今日脑机接口的装置已经非常轻巧。Neuralink研发的脑机接口装置，由一个硬币大小的脑控植入体和极细的电极组成。脑虎科技研发的脑机接口装置，则由一个硬币大小的脑控植入体和一个口香糖包装纸般的柔性薄膜片组成。

脑机接口装置还正在摆脱线的束缚。清华大学医学院洪波团队研发的无线微创脑机接口，2024年年底入选了《自然》杂志发布“2025年值得关注的科学事件”。这款脑机接口采用了近场无线供电和无线传输信号，无需电池且终身可用。脑虎科技也开发出了无线的脑机接口装置，预计今年开展临床试验。

脑机装置目前主要可以分为三类：侵入式、半侵入式、非侵入式。侵入式需要打开患者颅骨，把脑机电极安置在皮层内部，其优势是电极所能收集到的电信号更加清晰，隐患则是容易对大脑造成损伤，带来创口感染和电极结痂。马斯克的Neuralink是侵入式的代表；半侵入式则指脑机装置不需要完全打开颅骨，无需深入大脑皮层，而是通过微创将脑机接口装置安装在大脑硬膜上方或下方，其优点是不会伤害神经组织，患者大脑损伤的风险相对低，但是对脑机接口捕获电信号的能力要求较高，脑虎科技在实现脑控游戏时便应用了半侵入式的方案。非侵入式则完全不需要制造创口，仅需把脑机装置放在头皮上，可想而知，其所能获取的电信号极其不清晰，需要在头皮上铺设大量传感器才能获取到勉强可用的信号。

相比国外同行，中国在电信号、植入技术上拥有相对优势。因为电信号的处理能力更强，中国的科研团队得以在颅骨外用半侵入式的手法就实现一些侵入式植入后才达成的功能。比如，Neuralink需要利用钢针辅助电极插入脑组织，这不仅容易增加对脑组织的伤害，而且随着钢针的抽离，脑机接口的装置也可能出现位移，造成定位与计划不同步的结果。而像脑虎科技等中国团队，则采用了可降解的蚕丝蛋白包裹辅助电极植入。因为可降解，蚕丝蛋白无需被抽离，脑机接口也就几乎不会出现位移。

但在脑机芯片上，中国还处于相对劣势的地位。这既源于中国在脑机研究上起步晚，也源于中国半导体产业的发展落后于美国。不过陶虎并不太担心，“目前脑机芯片的制程需求还远远没到接近目前集成电路先进制程的水平，所以中国脑机公司并不会因为先进制程缺乏和Neuralink等国外同行存在明显代差。”

目前，中国在半侵入式脑机接口技术上已经处于全球领先水平，侵入式脑机接口技术也在加速追赶。“在中国，我很有信心的一点是：一旦出现0到1的突破，1到100的突破会来得很快。”神经生物学家、北京脑科学与类脑研究所所长罗敏敏对《第一财经》杂志说。

不过在陶虎看来，相比概念较为模糊的半侵入式，使用非侵入式的手段达到侵入式的效果才应当是业界未来需要持续努力的方向，因为这无疑是对人体伤害最小的。“其实只要脑机接口的安放需要手术制造创口、打开患者的头部，都应当算是侵入式，都有几率对大脑造成不可逆的改变，遭遇人体的排异反应。”陶虎说，“一切都应该从临床的实际出发，从病人的安全角度考虑。”而这需要努力提高脑机接口在头皮外获取信号和处理信号的能 力。

资本市场已显示出对脑机接口的关注热度。中国脑机接口实现意念操控游戏的消息传出后，港股脑机接口板块3天涨超16%，A股脑机概念板块6月17日单日涨超6%。Neuralink则在当地时间6月2日宣布，公司在最新一轮融资中筹集了6.5亿美元。

脑机接口技术的应用前景令人期待，毕竟它的确有望帮助治愈一些疾病，比如使失明患者复明。当地时间6月17日，马斯克在Y Combinator论坛上公开表示：Neuralink计划在未来6至12个月内开展首例视觉植入手术，届时，只要大脑视觉皮层完好，即使是完全失明的患者也能通过该技术看到世界。马斯克透露，Neuralink给一只失明猴子植入视觉设备后，它已稳定复明达3年时间。

一些神经性疾病也有望受益于脑机接口。物理治疗中的重复经颅磁刺激技术，早在2008年就被美国FDA用于治疗难治性抑郁。如今，随着研究的深入，科学家发现利用脑机接口向大脑皮层的特定区域发送刺激，甚至有可能缓解阿尔茨海默症。

此外，当地时间6月12日，《自然》杂志发布一项研究，美国加州大学戴维斯分校的研究团队开发了一种脑机接口，并为一位因患上渐冻症而丧失了清晰说话能力的45岁男子植入了该设备，在发出有说话意图的神经活动信号后的10毫秒内该男子便可以说出话语，还能以三种音高哼唱出一串音符。

不过围绕脑机接口的伦理质疑也一直存在。通常验证一个信息处理单元是否安全，可以采用黑箱法或白箱法——前者基于拆解，分析输入输出的对应关系；后者则是基于对原理的完全了解而内部分析。然而针对脑机交互，人类无法采取这两种方法，因为人类既无法拆解大脑，也不够了解大脑。陶虎认为人类终有一天能理解大脑，但他也承认，这个过程就像蚂蚁攀登珠穆朗玛峰，距离终点还十分遥 远。

监管机构目前仅把脑机应用局限在医学领域。国家药品监督管理局在2025年3月发布的文件中明确将脑机接口技术产品归类为“高端医疗器械”，并要求按照医疗器械标准监管。3月，国家医保局发布《神经系统类医疗服务价格项目立项指南（试行）》，其中专门为脑机接口新技术前瞻性单独立项，设立了侵入式脑机接口植入费和取出费、非侵入式脑机接口适配费等价格项目，这意味着通过医保获得脑机接口治疗的未来，已经可以期待。

侵入式脑机接口的接入成本并不是很高。陶虎透露，目前一例病例应用侵入式脑机接口的成本，最低可能仅需数万元。不过，脑机接口还需要更多试验数据。尽管人类大脑对同一行为的电信号反馈有规律可循，但目前的临床试验数据还不足以支持一套“万能”脑机接口方案。脑虎科技已经临床试验了50余例受试者，依然没找到经充分验证的规律。目前每接触一例新患者，科研人员仍需针对其电信号定制一套方案。

在陶虎看来，脑机接口未来将会相继迎来两个“里程碑”事件：第一个里程碑是在治愈某种脑部疾病方面拥有了非它不可的独特性和优越性，比如渐冻症、高位截瘫、失明等；第二个里程碑则是脑机接口能帮助人类做到本身做不到的事，比如人类看不到的能通过脑机接口看到，听不到的能通过脑机接口听到，即“把病人变成正常人，把正常人变成超人”。

“第一个里程碑事件应该未来5年左右就可以实现，而在未来50年，有希望看到《头号玩家》里的场景成为现实。”陶虎说。

责编：程星