新年伊始，腦機接口領域傳來重磅消息。

1月2日，國內侵入式腦機接口領頭公司上海腦虎科技有限公司（下稱“腦虎科技”）對外公布：和復旦大學附屬華山醫(yī)院神經外科密切合作，并在天橋腦科學研究院等的支持下，取得了人體臨床試驗突破性進展。基于全自主研發(fā)的256導高通量植入式柔性腦機接口，先后開展高精度實時運動解碼和語言解碼臨床試驗研究，成功實現(xiàn)了“腦控”智能設備和“意念對話”。

這一突破性進展不僅涵蓋了實時運動解碼，更在實時漢語解碼方面取得了前所未有的突破，標志著中國在腦機接口領域達到世界領先水平。

整個腦機接口技術經歷從學術到科研、從科研到產業(yè)、從產業(yè)到商業(yè)化的歷程，當下已邁入快速商業(yè)化階段。

馬斯克創(chuàng)立的Neuralink在近兩年發(fā)布了一系列最新成果，推動這個行業(yè)加速進化，資本涌入也更加迅猛。

東方財富證券分析指出，當前我國腦機接口設備市場規(guī)模達十億量級，至2040年有望達千億量級。我國政策上大力支持腦科學與類腦研究的發(fā)展，技術上產學研醫(yī)緊密協(xié)同，龐大的患者群體基數(shù)帶動需求擴張，疊加優(yōu)秀的腦機接口公司的引領，腦機接口行業(yè)在多因素促進下有望邁入發(fā)展快車道。

更引人注意的是，腦機接口有望與人工智能技術相結合，它們將共同推動著人類社會進入一個新的智能化時代。這不僅涉及技術的進步，還包括對人類自身能力的提升和擴展。

腦虎科技創(chuàng)始人兼CEO彭雷對21世紀經濟報道記者表示，相信硅基生命和碳基生命的融合會在2035到2045年之間發(fā)生?！拔覀兇砹颂蓟@邊擁抱硅基生命的趨勢，其他AI伙伴們代表了硅基生命在模擬我們的方式。反正sooner or later，我們會在中間合攏。”

圖片來源：IC photo

運動語言“雙解碼”

2024年1月28日，由埃隆·馬斯克創(chuàng)立的腦機接口企業(yè)Neuralink，成功實施了首例人類大腦芯片植入手術。

3月份，馬斯克在社交媒體平臺上透露，這位因8年前潛水事故導致脊髓損傷、四肢癱瘓的患者已經能夠通過意念控制鼠標進行游戲。

這標志著腦機接口技術從理論研究走向了實際應用，有望在商業(yè)應用和醫(yī)療治療的方向取得重大突破。

國內相關實驗也在進行當中。2024年8月，腦虎科技聯(lián)合華山醫(yī)院神經外科毛穎/陳亮教授團隊順利完成意念合成運動臨床試驗。受試者為21歲運動區(qū)占位的癲癇患者，通過手術植入256導高通量柔性腦機接口監(jiān)測病灶并保護運動相關的重要腦功能區(qū)。

High Gamma頻段（70-150Hz）是腦電信號中的一個高頻段，通常與大腦的復雜認知功能和神經活動同步有關。它能提供大腦活動的詳細信息，尤其運動和感知信息。在植入式腦機接口臨床試驗中，提取該頻段的信號有助于更加精準地解碼大腦意圖，實現(xiàn)意念合成運動。

據(jù)介紹，項目團隊對其腦電信號的High Gamma頻段進行腦電特征提取和模型訓練，利用LSTM（長短期記憶）神經網絡模型進行連續(xù)時間解碼，整體系統(tǒng)延遲小于60ms。得益于256導高通量、高質量、高分辨腦電信號和自主開發(fā)的通道篩選算法，可快速精準確定響應腦區(qū)，進行實時高效精準解碼。

受試者無需動手操作，術后兩天內便可實現(xiàn)“腦控”玩乒乓球和貪吃蛇游戲。值得注意的是，實現(xiàn)實時運動解碼之外，腦虎科技的突破更在于實現(xiàn)了實時漢語解碼——目前，馬斯克創(chuàng)辦的Neuralink也僅實現(xiàn)了實時運動解碼。

業(yè)內普遍認為，解碼語言是腦機接口的下一級突破。語言涉及認知、記憶、情感等多個大腦功能的綜合，其復雜性遠遠超過簡單的運動控制。目前全世界從事腦機接口解碼語言的科學家屈指可數(shù)，且以英語為主。

相較于英文等字母語言，漢語解碼面臨著更高的技術難度。漢語是以單音節(jié)為主的聲調語言和圖形語言，不同于英語等字母語言，其產生過程中的信息轉換涉及更多腦區(qū)，這要求腦機接口技術必須覆蓋到所有相關腦區(qū)并采集到足夠的數(shù)據(jù)，才能準確“讀懂”腦電中的漢語信息，需要研發(fā)針對漢語特征的神經編解碼機制和信息處理手段。

2024年12月，腦虎科技聯(lián)合華山醫(yī)院神經外科吳勁松教授團隊開展國內首例高通量植入式柔性腦機接口實時合成漢語言臨床試驗。項目團隊在語言區(qū)占位腫瘤癲癇患者上進行了柔性腦機接口植入手術，通過植入256導高通量腦機接口，幫助其定位病灶并保護語言相關的重要腦功能區(qū)。

據(jù)項目團隊介紹，病人術后恢復良好，五天后實現(xiàn)142個常用漢語音節(jié)下71%的解碼準確率，并且單字解碼時延小于100ms，是目前國內實時漢語言解碼的最高水平。

此次試驗實現(xiàn)將患者的意念合成語言，然后語言轉化成相關指令。對于因腦損傷引發(fā)的運動和語言障礙患者，如失語癥患者，這一技術有望幫助他們重建語言功能，實現(xiàn)與外界的交流。更重要的是，這一成果也為實現(xiàn)人腦與AI大模型的直接交互，甚至思維交流開辟了新的可能，這將對未來的交流方式、人機交互等領域產生深遠影響。

正如腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學家陶虎此前在人工智能大會上所說，腦機接口企業(yè)所做的就是兩件事，一是使病人恢復，通過進行廣泛的臨床研究和針對重大腦部疾病的治療，旨在使患者恢復至正常狀態(tài)；二是探索技術極限，探究腦機接口技術的天花板及其想象邊界，通過將大腦與更強大的感知器和執(zhí)行器相結合，將五官和四肢功能做更多延續(xù)。

腦機接口與AI相輔相成

當前，以通用人工智能（AGI）為核心的智能技術一路高歌猛進，呈現(xiàn)整體性突變、新現(xiàn)象激增的不可預測式發(fā)展，并隨之推動相關行業(yè)推陳出新、自我進化。鑒于未來腦機接口技術對社會發(fā)展所能夠帶來的強大的推力，其勢必與人工智能技術相耦合，涌現(xiàn)出新的生產力與發(fā)展動能，從而賦能人類。

彭雷在此前的人工智能大會上指出：“腦機接口跟AI是一座橋的兩邊，我們各自向對方在發(fā)展。”

當前，AI領域正通過使用千億級別的參數(shù)訓練模型，使其盡可能地模仿人腦的工作方式。與此同時，腦機接口技術則致力于將人腦活動轉化為電腦可以理解的數(shù)據(jù)和算法，通過植入電極等方式實現(xiàn)人腦與計算機之間的直接交流。這一相互融合的過程預示著碳基生命（即生物體）與硅基生命（即計算機系統(tǒng)）在未來可能會更加緊密地結合在一起。

“盡管目前尚不清楚哪一方的發(fā)展速度會更快，但它們的發(fā)展方向是一致的?！迸砝妆硎荆磳崿F(xiàn)更深層次的人機交互和智能化應用。

隨著腦科學與AI領域的合作和共同探索，預計這兩個領域將能夠更快地實現(xiàn)融合，從而推動人類社會進入一個新的智能化時代。因此，搭建起腦機接口技術與AI技術之間的橋梁，實現(xiàn)二者的相輔相成，共同進步，是當下業(yè)界的核心課題。

不過，腦機接口的發(fā)展速度在某些方面比AI慢，仍面臨一些挑戰(zhàn)和問題。目前，腦機接口行業(yè)缺乏成熟的產業(yè)鏈，同時行業(yè)標準有待完善。

具體而言，硬件層面不統(tǒng)一，不同的研究機構使用的設備、電極和芯片各不相同；軟件層面不統(tǒng)一，研究者可能使用自行開發(fā)的軟件或不同公司提供的軟件，并通過自制的接口進行對接；數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，不同研究間的數(shù)據(jù)缺乏共享性，這限制了知識的積累和驗證；算法不統(tǒng)一，研究成果往往被封閉，未能形成有效的開放生態(tài)，阻礙了技術的進一步發(fā)展和應用。

相比之下，人工智能領域的快速發(fā)展得益于其在基礎能力上的標準化和統(tǒng)一化，這為AI技術的快速迭代和廣泛應用奠定了基礎。

對此，打造一個統(tǒng)一的腦科學開放平臺顯得尤為必要。彭雷表示，一方面，要實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與算法開放，將硬件、軟件、數(shù)據(jù)和算法等資源開放給全球科學家，以促進數(shù)據(jù)的可累計、算法的可分享，加快整個生態(tài)的迭代速度。另一方面，需要多一些合作的機會，比如和跨國界的科學家、動物所、實驗平臺合作，找到盡可能多的統(tǒng)一的模式做相類似的研究，形成資源共享、信息可及的良性生態(tài)閉環(huán)。

“不管是科學家、醫(yī)生、學者或者行業(yè)伙伴，一起通過生態(tài)的打造，像AI賦能于千行百業(yè)一樣，讓腦科學也能以AI的迭代速度快速跑起來，是我們希望做到的事情?！迸砝淄嘎叮溆媱澩七M腦科學開放平臺的進一步落地。

腦機接口技術無疑是一項具有革命性潛力的前沿科技，它預示著人機交互的新方向。盡管在技術實現(xiàn)、倫理考量、安全性評估等方面存在挑戰(zhàn)，但從業(yè)者普遍對腦機接口的商業(yè)化前景持樂觀態(tài)度。隨著科技的飛速發(fā)展和研究的不斷深化，腦機接口技術也將得到越來越廣泛的應用。

弗若斯特沙利文大中華區(qū)執(zhí)行總監(jiān)周明子認為，在我國頂層設計的高度重視下，如何有效促進腦機接口的技術進步與創(chuàng)新，以及穩(wěn)步規(guī)范地推進腦機接口產業(yè)化發(fā)展就是重中之重，目前我國腦機接口行業(yè)缺乏成熟的產業(yè)鏈，同時行業(yè)標準有待完善。