突破与挑战：脑机接口产业化有多远

情感透析 2025年08月09日 12:33 4 aaron

　　等技术的发展，脑机接口技术正走向实用化，其应用场景迎来“爆发”，技术迭代“与时间赛跑”。与此同时，脑机接口学科体系与人才培养机制建设尚有待完善，患者隐私保护与伦理问题也越来越受到关注，人机交互的技术边界正在模糊。

　　在天津大学脑机交互与人机共融海河实验室（以下简称“脑机海河实验室”）里，工作人员头戴脑电极帽、身背装有主控模块的小“背包”，用意念操控佩戴在手腕上的“第六指”，顺利完成了抓握、放置小球等精细任务。这款由实验室团队研发的手指穿戴设备，也被叫作“神工-灵犀指”。

　　“心有灵犀一点通。通过非侵入式脑机接口技术，采集大脑发出的控制信号，控制外肢体。”脑机海河实验室团队成员王壮告诉记者，脑卒中患者多半有偏瘫或者肌张力过大等问题，他们用意念控制“灵犀指”，可以配合人手完成辅助抓握，唤醒患者的功能障碍中枢与外周神经系统，助力手部运动功能康复。

　　国家重点研发计划首席科学家、实验室主任助理孟琳教授说，脑机接口的工作原理是采集脑部神经信号并分析转换成特定指令。按照传感方式以及电极与大脑的接触程度，脑机接口分为侵入式和非侵入式两种。前者需要将电极直接植入大脑内部，采集更为精确、分辨率更高的信号；后者则通过放置在头皮表面的电极采集信号，信号分辨率和精确度稍低，但更安全方便。

　　从太空中的宇航员通讯到帮助患者康复运动，从意念打字到操纵无人机……自1973年美国科学家首提这一“科幻”概念以来，各国开展“脑计划”破解大脑密码，科幻电影中对于意念操控的想象一一照进了现实。

　　2023年3月揭牌的天津大学脑机交互与人机共融海河实验室，在脑机交互领域构建了全链条自主知识产权体系，拥有国际最大的脑机交互技术专利池。天津大学副校长、脑机海河实验室执行主任明东说，中国非侵入式脑机接口达到国际先进水平，在运动神经康复领域、载人航天领域取得重大突破；侵入式脑机接口也在脊髓损伤、语言解码等多个场景开展临床试验。

　　医疗领域已经出现很多新的可穿戴式医疗设备，在神经情感功能调节方面，脑机接口也可起到很好的作用。

　　2025年3月，国家医保局发布《神经系统医疗服务价格项目立项指南》，其中专门为脑机接口新技术单独立项，设立了非侵入式脑机接口适配费、侵入式脑机接口植入费、取出费等价格项目。各地对接落实立项指南后，脑机接口医疗收费将有规可依。“这意味着一旦脑机接口技术成熟，快速进入临床应用的路径已经铺好。”明东说，在运动康复、精神医学、重症医学、视觉、听觉等领域，相信很快都会有关键技术的突破和落地应用。

　　地方层面的政策支持在2025年开始加速落地。《加快北京市脑机接口创新发展行动方案（2025-2030年）》中提出，突破脑机接口电极、芯片、编解码算法等关键核心技术，打造世界领先的智能脑机系统；《上海市脑机接口未来产业培育行动方案（2025-2030年）》提出，2030年前实现高质量控脑，脑机接口产品全面实现临床应用。

　　2025年新年伊始，天津大学脑机交互与人机共融海河实验室联合清华大学发布国际首个“双环路”脑机接口系统解决方案，实现人脑对四自由度高效操控。英国《自然》杂志网站列举的2025年值得关注的科学事件中，脑机接口位列其中。

　　“随着脑机接口领域相关成果的不断突破，2025年有望成为脑机接口应用的关键一年，技术迭代将迎来大规模爆发，应用场景也将更加丰富。”明东说。

　　作为全球科技竞争的制高点，脑机接口是培育未来产业发展的关键核心领域。2013年，美国宣布了脑计划，日本、加拿大、欧盟等国家和地区也纷纷布局脑计划。在脑机接口产业化方面，国外以脸书、谷歌等为代表的科技巨头较早开展，神经链接公司（Neuralink）等在产品研发方面取得重要突破。

　　2025年初，神经链接公司宣布已成功将脑机芯片植入第三名受试者体内；前不久，公司设备获得美国食品和药物管理局“突破性医疗设备”认证。咨询公司麦肯锡预测，2030年至2040年间，脑机接口在严肃医疗与消费医疗的潜在规模分别为150亿至850亿美元和250亿至600亿美元。

　　2016年，中国启动脑计划并强调“一体两翼”，包括利用脑科学研究推动新一代技术发展。2024年7月，由天津大学脑机海河实验室牵头，南方科技大学等科研团队协同合作，成功研发全球首个片上脑机接口智能交互系统，在人体外创造了一个有生物智能的“类脑器官”。

　　“‘片上脑’，即在电极芯片上通过干细胞培养的类脑组织，利用生物大脑的智能功能加装电极芯片，向外部发出信号。‘片上眼’组织是用人类干细胞培育出的生物眼，有望帮助失去双眼和视神经的人重新‘看见’，为脑机接口技术的发展提供了新思路。”国家重点研发计划首席科学家、实验室PI（学术带头人）陈力群说。

　　“全球首个片上脑机接口智能交互系统”入选2024年国内十大科技新闻榜单。国家重点研发计划首席科学家、实验室PI李晓红表示，这实现了培养“大脑”对机器人避障、跟踪、抓握等任务的无人控制，对于探索新一代生命体-非生命体融合交互，在混合智能、类脑智能、医疗康复等国家重大需求领域具有重要意义。

　　2025年4月，由脑机海河实验室与天津市环湖医院合作的全国首个脑机接口综合临床实验病区启动建设，体系化布局脑卒中、脑瘫、帕金森、癫痫等各类神经重症的脑机接口临床综合解决方案。

　　“脑机海河实验室面向国家实施健康中国战略的重大决策部署，聚焦脑机交互与人机共融领域学术前沿，为抢占脑机交互领域国际竞争制高点提供强有力科技支撑。”明东说。

　　随着市场需求释放，脑机接口领域的产业化进程呈现蓬勃发展态势。作为新兴交叉学科专业，脑机接口应用落地仍面临诸多挑战。

　　明东说，我国已有高校、科研院所、企业、医院等数百家单位开展了脑机接口业务，但专业人才缺口巨大，保守估计到2030年将达20余万人，且该领域属各国竞相角逐的战略必争之地，多次被列入“严格管制技术目录”。

　　“培养既懂神经科学又擅长工程开发的复合型人才周期较长。亟须加大自主化培养这一领域的多元化复合型人才力度，为我国相关产业发展提供源动力，为大国博弈掌握主动权。”明东等人建议，应充分发挥一流大学的优势学科资源，深化教育综合改革，紧前布局脑机接口新兴专业，构筑高质量脑机接口专业体系，加强拔尖创新人才培养，为统筹推进脑机接口科技人才“三位一体”融合发展提供强有力的支撑。

　　与此同时，脑机接口领域的监管政策和标准尚有待完善。只有突破技术瓶颈并建立完善的伦理规范，明确数据隐私、生命安全、人体实验等红线，脑机接口才能真正实现规模化应用。

　　2024年2月，国家科技伦理委员会伦理分委员会研究编制了《脑机接口研究伦理指引》；2024年7月，工信部公布脑机接口标准化技术委员会筹建方案；2025年3月，由中国信通院牵头编制并发布《脑机接口标准化路线年）》。专家认为，开展脑机接口治疗需要在伦理和隐私保护方面建立专门的指南，确保所有研究和治疗都遵循严格的伦理标准；同时开发安全的数据处理方案，确保患者的脑电活动数据和个人信息得到充分保护。

　　“AI一定会加速脑机接口的发展，脑机接口也会反向给予AI发展更多的助力。人工智能只是智能科技的一种形态，人脑智能并不会在AI的冲击下变得毫无意义，人和机器如何和谐共存，是非常重要甚至是永恒的命题，人机混合智能形态将是未来人类社会发展的重要形态。”明东说。

　　终极的脑机接口形态尚未出现。“未来不应是一个冷冰冰的、只有芯片和人工智能驱动的存在，而是一个有情感、有温度、有情绪的人机交互的产物。”明东说。

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