为什么说2025是脑机接口的关键一年?

360影视 日韩动漫 2025-04-02 20:35 2

摘要:科技巨头们始终在探索人机交互的革新范式,从谷歌智能眼镜的增强现实视界,到苹果手表的智能生态闭环,再到亚马逊 Alexa 的语音交互矩阵,这些前沿产品已然渗透进人们的日常生活之中。

科技巨头们始终在探索人机交互的革新范式,从谷歌智能眼镜的增强现实视界,到苹果手表的智能生态闭环,再到亚马逊 Alexa 的语音交互矩阵,这些前沿产品已然渗透进人们的日常生活之中。

在技术的演进谱系中,植入式脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)似乎更像是人机交互技术的终极形态,它超越了传统输入/输出的物理限制,直达神经系统的核心。

作为一种变革性的人机交互技术,脑机接口,顾名思义是指在人(或动物)大脑与外部设备之间建立的直接连接,以实现脑与设备的信息交换。

技术层面,脑机接口通过捕捉大脑神经元信号并将其转换为电信号进而实现信息的传输和控制,这种方式绕过了外周神经和肌肉,直接在大脑与外部设备之间建立全新的通信与控制通道。

这就好比给人类大脑装了一个“外接插口”,让人完全不需要动手动脚,单靠“意念”就能直接操控电脑和各类设备。

实际上,脑机接口的概念很早之前就已经诞生了,但受限于当时的技术水平,直到 20 世纪 90 年代以后才开始有阶段性成果出现。

值得一提的是,今年年初《麻省理工科技评论》的读者们还将脑机接口技术投票为 2025 年“十大突破性技术”之外的“特别增补技术”。

在包括连续血糖检测系统、超现实深度伪造、甲烷探测卫星等在内的多个潜力技术中,脑机接口以压倒性优势成为所谓的“第十一大突破性技术”。

尽管不在官方十大技术之列,脑机接口却被读者们热情追捧,可见人们对这项技术的期待程度,同时也反映出人类对突破生物与数字边界的前瞻渴望。

然而迄今为止,全球范围内亲身体验这一尖端神经科技的人数尚不足百人。作为植入式脑机接口的先驱使用者,他们大脑中的这些设备已经运行了数月乃至数年之久。

通过大脑皮层电极阵列的精准植入,脑机接口让瘫痪患者能用意念操控电脑,大脑的神经信号通过导线或无线传输至计算机,不仅能移动屏幕上的光标,甚至还能合成语音,帮助无法说话的患者重新“发声”。

值得关注的是,脑机接口领域近期在临床转化方面取得新进展:目前全球范围内已有约 25 项脑机接口人体临床试验正在同步推进,意味着脑机接口在实用化道路上迈出重要一步。

取得这些进展离不开多家公司的尝试和探索,比如马斯克创立的 Neuralink、总部位于纽约的 Synchron,以及中国的博睿康(Neuracle)。这些公司都在积极招募志愿者测试自家的脑机接口方案,最终目标都是推动全球首款植入式脑机接口的获批上市,加速商业化进程。

“目前,我们正在见证一个关键的范式转变时期。过去几年私人投资显著增加,既点燃了脑机接口的行业热情,也加速了公司的研发进程。”休斯顿大学的神经科学家 Michelle Patrick-Krueger 说道。她与神经工程师 Jose Luis Contreras-Vidal 合作,围绕脑机接口的临床试验进行了大量的系统性调研。

大量临床试验的开展具有里程碑意义,标志着一个重大转变。毕竟,在过去的许多年里,脑机接口更像是神经科学界的“橱窗展品”,虽然频登新闻头条,却鲜少能够实现规模化临床应用惠及患者。

Patrick-Krueger 透露,人类首次通过脑植入物控制计算机光标可以追溯到 1998 年。此后进展颇为缓慢,研究者常常要花几个月甚至几年时间,才能找到符合条件且愿意接受植入手术的志愿者并开展研究,导致临床试验推进艰难。

如下图所示,近 20 余年来,随着开放临床试验的增多,目前植入脑机接口的人数也在持续增加。

在过去的 26 年间,她总共记录了全球 71 名志愿者植入脑机接口并实现大脑神经元直接控制计算机的案例。这个数字意味着,你在街上遇到一个彩票中奖者的概率都比遇到一个植入脑机接口的人要多得多。

当然,这些成功的案例也证实,借助脑机接口人类确实能够通过大脑神经元信号玩电脑游戏、操控机械臂,甚至让电脑“代说话”。但是,对于需要脑控计算机辅助的重度瘫痪患者而言,这些演示性成果仍遥不可及,毕竟相关植入设备尚未实现普及。

“实验室成果展示与真正付诸临床应用完全是两码事。”Contreras-Vidal 指出,“要知道,在任何重大技术突破的背后都隐藏着大量需要解决难题。”对于脑机接口而言,植入设备的使用寿命、患者实际操控精度等等一系列核心问题都亟待解决。

好消息是,三家公司现阶段正在更大规模的临床试验中攻克这些难题,为脑机接口产品商业化铺路。

以 Synchron 公司为例,其开发了一种“支架电极”方案,通过颈部血管植入,像放自膨胀支架一样把电极送到大脑运动皮层附近。这种微创植入的方式避免了开颅手术的风险。

目前,这种“支架电极”已经完成了 10 名志愿者的植入,其中 6 名在美国,4 名在澳大利亚,这个数字也创下脑机接口领域同期临床试验人数之最。

不过,这种“支架电极”只能采集的大脑神经元信号有限,仅能提供基础的“开关式”控制信号。按照 Synchron 的说法,相当于是安装了一个“切换键”。

显然,这远不足以让瘫痪患者使用 Photoshop 完成复杂操作,但可以实现软件菜单切换,或是选择预设的消息等简单操作。

Synchron 公司首席执行官 Tom Oxley 强调,这种“支架电极”的优势在于它足够“极致简单”。在他看来,这种优势将使其脑机接口技术更具扩展性,可以规模化地应用到更多患者身上,因为它的植入不需要进行开颅手术。

尽管 Synchron 公司的技术可能较为领先,但它仍然处于探索阶段,并且尚未启动用于产品注册审批的关键性研究,因此,产品上市的时间仍然是未知数。

与此同时,另一家备受瞩目的脑机接口公司 Neuralink 也传来新进展。据公司披露,目前已有 3 名志愿者植入其开发的 N1 设备。

公司资料显示,N1 由多根细电极线组成,这些线通过颅骨上的钻孔直接植入大脑皮层。由于电极数量更多,它能捕捉到更丰富的脑神经活动信号。

Neuralink 的首位志愿者 Noland Arbaugh 曾公开展示过他通过意念控制电脑光标移动和点击,甚至能流畅地玩在线国际象棋等电脑游戏。

来自中国的博睿康也在积极布局,公司宣布正在中美两国同步推进三项临床试验。该公司开发的脑机接口产品只有硬币大小,集成了 300 多个芯片和电子元件,只需植入大脑的硬膜外,不必直接接触脑细胞即可采集脑电信号。

目前,这款脑机接口已经完成了多位患者的植入。由于公司并未公开志愿者的具体数量,所以这些案例并未被列入 Patrick-Krueger 的统计范围内。

事实上,目前约四分之一的脑机植入志愿者的相关信息在医学文献中完全没有记录,因此她只能通过新闻稿,或是通过电子邮件联系研究团队来获取和统计这些数据。

经过过年的努力,Patrick-Krueger 围绕脑机接口调研还揭示了一些其他见解,比如,截至目前脑机植入设备的最长使用纪录达 15 年;超过一半的受试者集中在美国;脑机植入人群中男性和女性的占比约为 3:1。

如上图所示,根据统计调研数据,大多数临床试验是在美国开展的,其次是欧洲(左侧环形图);脊髓损伤是脑机接口植入患者中最常见的疾病,肌萎缩侧索硬化症次之(中间环形图),脑机植入志愿者中大约 75% 是男性(右侧环形图)。

然而,这些数据仍然无法回答一个最核心的问题:植入式脑机接口技术到底何时从实验室突破走向市场爆发?

“未来 5-10 年内将见分晓,要么成功转化为商业化产品,要么仍然停滞在试验研究阶段。但我坚信脑机接口技术终将迎来产业化的爆发时刻。”Patrick-Krueger 总结道。

参考链接:

1.https://www.technologyreview.com/2025/04/01/1114009/brain-computer-interfaces-10-breakthrough-technologies-2025/

2.http://www.neuracle.tech/gsjj

3.https://baike.baidu.com/item/脑机接口/7864914

来源:麻省理工科技评论APP

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