脑机接口技术发展现状 - 脑机接口技术通过采集大脑电信号并解码 实现对外部设备的控制 主要应用于医学复健领域 如帮助瘫痪患者控制机械臂或电脑光标[3][4] - 新一代脑机接口设备采用柔性材料 无线数据传输和人工智能算法 实现对大脑皮层表面大规模电信号采集和实时快速解码[4] - 技术原理基于大脑活动产生的电信号 通过工程技术手段精准采集 低延时传输和外部计算设备解码 解读大脑信号含义[3] 临床应用案例 - Neuralink公司演示瘫痪患者通过神经信号移动光标 选择单词 浏览网页和玩电子游戏 完全无需移动四肢[4] - "北脑一号"脑机接口已植入5名患者大脑 首例高位截瘫患者术后两周完成初步脑控 驱动肌肉刺激装置促进肢体运动功能康复 上肢肌力明显提升 手部完成术前无法做到的动作[11] - 渐冻症患者通过"北脑一号"实现中文解码 准确输出近百个词语并拼出短句如"我想吃饭" 这是无线全植入脑机系统首次实现言语障碍患者中文解码[11] 技术路线分类 - 非侵入式脑机接口将电极贴在头皮上采集脑电波 最安全但信号精度低 适用于监测大脑健康状况[8] - 半侵入式脑机接口打开颅骨将电极贴在脑皮层或硬脑膜外 信号精度更高且手术风险较小 "北脑一号"采用128通道柔性高密度薄膜电极 通道数超越国际同类设备的64通道[8] - 侵入式脑机接口直接将电极插入脑组织 信号精准但手术风险高 Neuralink采用此路线已有9名患者完成手术 "北脑二号"侵入式脑机接口实现猴子用意念拦截运动目标[9] - 介入式技术通过血管将电极送入颅内指定位置 风险较小但受血液流动干扰且安置位置有限[9] 技术局限性 - 当前技术只能解读运动指令等简单脑部活动 对记忆 情感等复杂脑活动机制及对应脑区分布了解有限[12] - 视觉信号处理存在重大挑战 即使简化黑白画面也需要极大数据量 目前仅能实现极低像素轮廓或字母识别 距离恢复正常视觉遥远[14] - 味觉和嗅觉等感觉的脑部区域分布尚不清楚 脑机接口技术目前无法处理这些信号[12] 技术拓展应用 - 脑机接口可控制高自由度人形机器人 完成行走和拾取物品等动作 "北脑一号"已具备此能力[7] - 技术帮助失明患者重建视觉 通过电极将摄像头画面编码后刺激负责视网膜的脑区产生影像[4] - 人工耳蜗设备利用传感器感知声波并写入刺激电信号 让失聪患者恢复听力[5] - 神经调控技术监测癫痫 帕金森和抑郁症患者的脑电波活动 出现异常时释放刺激信号进行抑制和纠正[5] 研发进展与规划 - 北京脑科学与类脑研究所2018年成立 牵头成立芯智达公司 根据北京市"智能脑机系统增强计划"进行布局[3] - "北脑二号"计划2026年进入临床验证 今年将完成微型无线全植入工程机开发[9] - 基因药物治疗失明项目取得进展 全盲10多年患者治疗后出现感光性改善 能识别视力表并自行行走避障[14]