2025有望成為腦機接口應用關鍵一年

“腦機接口”作為一種變革性的人機交互技術，是前瞻性、顛覆性、戰略性新興產業和新質生產力的典型代表。面對國家重大戰略需求，全國政協委員、九三學社中央科技專委會副主任、天津大學副校長明東多年來投身高性能無創腦機接口的研究。今年全國兩會，他提交了加強腦機接口專業人才培養體系建設的提案。在接受《環球時報》記者采訪時，明東表示，“2025年有望成為腦機接口應用的關鍵一年，要推動我國腦機接口實現科技自立自強。”

實現規模化應用，還要突破哪些技術瓶頸

近段時間以來，腦機接口領域傳出一系列進展。今年年初埃隆·馬斯克旗下腦機企業Neuralink宣布，已成功將腦機芯片植入第三名受試者體內，并計劃在2025年完成20-30例腦機接口植入手術。3月3日，復旦大學附屬華山醫院宣布，全球首批第4例、通過腦脊接口讓癱瘓者重新行走的臨床概念驗證手術實施。

“2025年有望成為腦機接口應用的關鍵一年，技術迎來大規模爆發，應用場景也將更加豐富。”明東介紹說，近年來，我國非侵入式腦機接口達到國際先進水平，在運動神經康復領域、載人航天領域取得重大突破；侵入式腦機接口也在脊髓損傷、語言解碼等多個場景開展臨床試驗。

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腦機接口技術正在從科幻走向現實，但其應用落地仍面臨諸多挑戰。明東告訴《環球時報》記者，一方面腦機接口的侵入式技術普遍存在安全性問題，包括植入設備的長期生物相容性、手術風險以及術后可能的免疫反應，更無法實現全腦監測。另一方面，傳統非侵入式技術受顱骨信號衰減影響，信噪比低、空間分辨率不足，高精度解碼難度大。“只有突破這些技術瓶頸，并建立完善的倫理規范，明確數據隱私、生命安全、人體實驗等紅線，腦機接口才能真正實現規模化應用。”

明東帶領的天津大學腦機海河實驗室團隊是中國腦機接口領域具有影響力與代表性的研究團隊之一，擁有本領域最大專利池，大指令、快通訊、精辨識三項核心指標達國際領先水平。近期，他的團隊也在新型腦機接口研發中取得了重要突破。

明東指導團隊成員聯合清華大學研發了基于憶阻器神經形態芯片的新型無創演進型腦機接口系統。這一系統首次揭示了腦機交互過程中，腦電發展與解碼器演化的協同增強效應，實現了生物智能與機器智能的互適應、互學習，為腦機融合智能的發展開辟了新方向，相關研究成果今年2月在線發表在Nature Electronics期刊上。

該團隊還通過情感腦機接口，對抑郁癥（患者）的檢測和干預治療取得了非常好的臨床效果；通過重癥腦機接口，實現了腦積水快速診斷和無創顱內壓精準監測。該團隊開發了全球首個片上腦機接口智能交互系統，涵蓋片上腦智能中樞、片上眼視覺感知，通過利用體外培養“大腦”與電極芯片耦合形成片上腦與外界信息交互，有望對混合智能、類腦計算等前沿科技領域的發展產生革命性的推動。

談及未來重點技術攻關目標，明東告訴《環球時報》記者，他們正致力于解決無創腦機接口發展的核心問題。“在硬件接口方面，團隊將重點攻關可靠、靈活且舒適的傳感電極，以及便攜、易用和美觀的硬件形態；在軟件接口方面，團隊將開發自然連續的人機交互編碼方式，并結合腦電先驗知識構建通用腦電模型。”

“與大模型結合，可實現更自然人機交互”

以DeepSeek為代表的國產AI大模型正在融入千行百業，科研界也正在探索大模型與腦機接口的能力結合。明東告訴《環球時報》記者，目前腦機接口領域缺乏大量標準化、高可用的腦電數據，構建高質量的腦電基礎大模型十分困難。但通過與DeepSeek等AI大模型結合，可實現更自然的人機交互。

例如，情感型腦機接口捕捉用戶的情緒狀態，可輔助AI大模型生成更“人性化”的文本；運動型腦機接口結合AI大模型的決策能力，可以實現更精準的外設控制等。“未來，腦機接口與AI的深度融合將推動機器與人的高度統一，重新定義人類與技術的邊界。”

明東還提到，由于AI大模型和腦機接口之間存在本質差異，腦機接口大模型目前還難以達到AI大模型的先進程度。

在數據層面，目前腦機接口數據集規模僅10的4次方量級，難以通過工程和倫理可行的手段，達到大模型訓練所需的10的9次方的高質量數據，這方面還需進一步拓展腦機信源數據量。

在模型方面，語言大模型的目的在于理解和生成人類語言，是在大量的文本數據上進行訓練得到的，而腦機接口的目的在于“翻譯”腦電波背后的認知意圖，這些腦電規律很多無法用常規語言來準確描述，因此，目前的大語言模型框架并不完全適用于腦機接口大模型的建立。

“從技術的角度來看，在沒有解決上述兩個問題之前，腦機接口想要建立類似DeepSeek的大模型還需更多關鍵技術突破。但腦機接口可以與DeepSeek結合，充分利用腦機解碼的穩定指令帶寬，引導DeepSeek對大腦意圖執行進行輔助支持，進而推動腦機接口的應用場景創新。”明東說。

“我國應加速布局腦機接口國家戰略急需新專業”

明東多年扎根一線教學，基于自己的基層調研經驗，他今年在提案中提出要加強腦機接口專業人才培養體系建設。

“目前我國在此領域面臨高端人才儲備不足、跨學科培養體系缺失、產學研協同機制薄弱等挑戰，需開展系統性布局。”明東對《環球時報》記者表示，我國應充分發揮一流大學的優勢學科資源，布局腦機接口國家戰略急需專業，構建高質量腦機接口專業教育體系，加強拔尖創新人才長周期貫通培養。同時，還應構建多學科交叉的腦機接口產教融合共同體，建立“技術-倫理-標準”三位一體的國際競爭力體系，助力未來腦機接口戰略性新興產業高質量發展。

2024年秋季學期，天津大學正式開設全國首個腦機接口專業，為未來腦機接口行業發展培養專業人才。相關人才的培養重點是什么？明東表示，要面向國家未來科技、產業和社會發展需求，“要培養具備未來生物智能電子接口設計-研發-制造能力，能夠引領腦機交互技術進步與產業發展的卓越工程師和科學家。”此外，還要培養他們具備家國情懷、全球視野、前瞻性判斷力、跨學科思維和創新創造能力、領導力。

目前，我國腦機接口人才培養面臨一系列挑戰，需開展系統性布局。如何逐步改善這一現狀？明東表示，一方面，建議應盡快在腦機接口等國家急需和戰略新興領域設立交叉方向本科專業，參考“強基計劃”“拔尖計劃”模式開展長周期培養，開設項目式課程，盡早培養學生的科學研究和創新思維；另一方面，建議長周期穩定支持青年科學家從事顛覆性技術研究，特別是多學科交叉領域的基座技術、應用基礎研究。

“隨著技術的快速迭代，未來科技與教育的邊界會越來越模糊，對人才的培養既是一個教育學習的過程，也是一個科學研究的過程。”明東表示。

本文為科普中國·創作培育計劃扶持作品

作者：環球時報

出品：中國科協科普部

監制：中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

來源: 科普中國創作培育計劃

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