摘要：脑机接口（Brain-Computer Interface, BCI）技术，作为21世纪最具颠覆性的人机交互技术之一，正在医学领域展现出巨大的发展潜力与应用前景。这一技术通过在大脑与外部计算设备之间建立直接的通信桥梁，实现信息的交换与控制，从而为神经科学、医学
脑机接口（Brain-Computer Interface, BCI）技术，作为21世纪最具颠覆性的人机交互技术之一，正在医学领域展现出巨大的发展潜力与应用前景。这一技术通过在大脑与外部计算设备之间建立直接的通信桥梁，实现信息的交换与控制，从而为神经科学、医学工程及患者治疗带来了革命性的变化。
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脑机接口技术的基本原理
脑机接口技术，又称为脑机融合感知技术，通过采集大脑神经信号，利用计算机、电极、芯片等外部装置设备代替神经、肌肉等生理中介结构，实现大脑与外界信息的交互。这一过程融合了脑科学、神经科学、信息科学、材料科学、生物科学、系统科学、医学工程等多学科专业知识，将生物学意义上的大脑与人造智能设备融为一体。
依据信息流向的差异，脑机接口可分为输入式脑机接口和输出式脑机接口。输入式主要用于调控中枢神经活动，外部设备直接向大脑输入刺激；输出式则主要用于为残障人士等提供与外部世界通信的方式，大脑向外部设备输出指令，结果又通过神经反馈给用户。
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脑机接口技术在医学领域的应用
一、神经疾病的诊断与治疗
脑机接口技术为神经疾病的诊断与治疗提供了新的手段。通过实时监测大脑活动，医生可以准确判断患者的神经状态，从而制定个性化的治疗方案。例如，在帕金森病的治疗中，脑机接口技术可以实时监测大脑活动并调节刺激参数，有效缓解患者的症状。如2024年11月15日，华中科技大学同济医学院附属协和医院医疗团队成功将类似SIM卡大小的脑机接口芯片植入一名脑肿瘤患者体内，并精准捕捉到患者神经元活动产生的各类电生理信号，为临床医生洞察脑肿瘤的进展程度、侵袭范围等提供了量化依据，即属于脑机接口技术运用于神经疾病诊断治疗的成功案例。
二、运动功能恢复
对于因脑卒中、脊髓损伤等原因导致的运动功能障碍患者，脑机接口技术具有显著的恢复效果。通过采集患者的脑电信号，控制外部设备如假肢、轮椅等，帮助患者恢复运动能力，提高生活质量。此外，脑机接口技术还可以促进运动皮层的神经可塑性，加速患者的康复进程。比如，复旦大学附属华山医院运用博睿康医疗科技（上海）有限公司与清华大学生物医学工程学院洪波教授团队合作开发的脑机接口产品NEO，为一名因车祸导致颈椎脊髓损伤的车祸受害者完成的脑机接口临床试验植入手术，手术第三天接受手术者即能下床坐轮椅，就属于此类应用。
三、情绪与心理疾病的治疗
脑机接口技术在情绪与心理疾病的治疗方面也展现出巨大潜力。通过提取脑电信号特征，实现对多种情绪的判断和分析，从而用于抑郁症、焦虑症等神经精神类疾病的发病机制研究和辅助治疗。利用脑机接口设备开展的神经反馈训练，可以在精神疾病康复治疗方面发挥积极作用。2024年11月，上海交通大学附属瑞金医院脑病中心张陈诚团队运用新型神经调控技术——时间干涉刺激疗法有效治疗抑郁症患者的案例，就属于非侵入式脑机接口技术在情绪与心理疾病治疗领域的成功探索。
四、意识障碍的诊断与康复
对于处于植物人状态的患者，脑机接口技术可以通过获取并分析患者的脑电信号，实现意识障碍的诊断与评定。通过与患者实现脑电交流，医生可以判断患者是否有唤醒康复的可能，从而采取针对性治疗措施。据悉，北京天坛医院在此领域的探索已有可喜效果。
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脑机接口技术的未来展望
随着神经科学、材料科学等学科的进步，脑机接口技术正朝着小型化、便携化、可穿戴化方向发展。未来，脑机接口技术将更加紧密地与计算机科学和人工智能技术融合，提高数据处理和分析能力，实现更精准的脑信号解读和响应。
同时，柔性脑机接口技术的发展将受到重视，以满足大脑形态的多样性和复杂性，提高信号采集的准确性和稳定性。未来的脑机接口系统可能会集成多种传感器和信号采集技术，以获取更全面、更丰富的脑信号信息，从而实现更多样化的功能。
在医学领域，脑机接口技术将继续拓展其应用范围，为更多患者提供个性化的治疗方案。此外，随着人机交互技术的不断发展和新场景需求的涌现，脑机接口技术也有望成为元宇宙时代的重要入口之一，通过脑机接口辅助下的人的主观想象转化为现实，实现对真实世界的改造和个性化体验。
总之，脑机接口技术在医学领域的发展与应用前景广阔，它将为人类带来更加智能、个性化的医疗服务，同时也为医疗器械企业带来了新的商业机遇。随着技术的不断进步和创新，脑机接口技术必将引领新一轮的科技革命和产业变革。2023年以来，国内外在脑机接口技术的临床医疗应用方面取得了显著进展。
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来源：新浪财经
