赛博幻想走进现实，我国脑机接口专家共识发表，执笔者带来解读！

*仅供医学专业人士阅读参考

关注《基于头皮脑电信号的无创脑机接口在神经系统疾病中的临床应用上海专家共识》，执笔专家带来要点解读！

撰文：Nina

在电影《黑客帝国》中，人类被机器人控制，通过数据线将人类的脑电波上传到“矩阵”中，使得人类意识沉浸在虚拟之像中；在《流浪地球2》中，科学家通过连接大脑的电极片，试图实现“赛博永生”……这些为人津津乐道的桥段，都离不开脑-机接口（BCI）这一核心技术。

近期，上海市医学会脑电图与临床神经生理专科分会组织临床、工科及理科相关专家联合撰写了《基于头皮脑电信号的无创脑机接口在神经系统疾病中的临床应用上海专家共识》。该共识是我国首个指导无创BCI临床应用的专家共识，对于神经科学领域具有重要意义。”医学界”特携手上海市医学会和《上海医学》杂志共同策划本期“执笔者说”栏目，邀请共识执笔者和技术专家——复旦大学附属中山医院丁晶教授、上海大学机电工程与自动化学院杨帮华教授、华东理工大学李舒蕊博士对共识要点进行解读。

扫码回看精彩讲解

什么是BCI？它如何应用于临床医疗？

杨帮华教授

自20世纪60年代末至70年代初诞生以来，BCI技术经历了多个重要发展阶段。

BCI技术最早萌芽于20世纪60年代，早期的BCI概念几乎是幻想性的。而在80年代至90年代P300脑电波等关键研究的出现后，BCI逐步走向科学化，1999年BCI技术被正式定义为“一种建立在大脑与外部环境之间的特殊通讯系统”。进入21世纪以来，BCI技术正式步入“快车道”，多种范式渐趋成熟。尤其在2020年后，随着信息技术的发展，BCI技术在解码能力上取得显著进步，推动了其在医学等领域的广泛应用。

李舒蕊博士

BCI技术的基本原理是通过直接测量与用户意图相关的脑电信号，而非依赖外周肌肉和神经的活动，从而将脑电信号转化为控制指令，实现人机交互。

脑机接口是一种建立在大脑与外部环境之间的特殊通讯系统，该系统通过检测中枢神经系统活动并将其转化为人工输出，以替代、修复、增强、补充或改善人体大脑中枢神经的正常输出，从而实现中枢神经与外界的交互作用。脑机接口系统按照采集方式不同主要分为侵入式、半侵入式和非侵入式３类。非侵入式的脑机接口技术在临床探索与应用研究中开展广泛。

丁晶教授

BCI技术的多种范式，为患者提供了个体化的解决方案，适用于脑卒中后运动康复、肢体瘫痪、脊髓损伤等多种临床场景。

在神经系统疾病中，BCI可用于康复训练，如通过运动想象（MI）或视觉刺激（如SSVEP）帮助脑卒中患者恢复肢体功能，或利用P300信号辅助认知功能恢复。此外，BCI还可用于意识障碍患者的意识检测与评估，通过分析脑电活动判断患者对外界刺激的反应能力。在辅助功能方面，BCI可结合外骨骼、轮椅等设备，帮助瘫痪患者实现运动控制或与外界交流。

与其他类型的BCI（如侵入式和半侵入式）相比，基于头皮脑电信号的无创BCI因无需手术，从而具有穿戴方便、临床风险（如感染）低以及可灵活更换等显著优势。

BCI广泛应用，还有哪些难点需要攻克？

丁晶教授

脑电解码的准确性和实时性是当前技术难点。

脑电信号的解码存在个体差异，不同患者的专注度和配合度不同，导致训练效果参差不齐。部分患者在训练中难以集中注意力，影响了信号的采集和解码质量。此外， BCI系统的实时性至关重要，信号处理和指令传递的延时可能导致患者在执行动作时出现偏差，如在抓取物体时因延时而失败。因此，提高信号的准确性和实时性是BCI技术实现临床功能恢复的关键，需要借助更先进的AI算法进行实时处理和分析，以提升系统的稳定性和适应性。

杨帮华教授

信号的准确性和稳定性以及患者的适应性方面仍有待加强。

在临床治疗中，由于患者脑区受损，其脑电波信号在某些电极位置的质量可能较差，与正常人相比存在较大差异。此外，不同患者的病情严重程度和受损脑区不同，导致个体差异性更大，这增加了信号解码的难度。另一方面，患者的身体状况和专注度也会影响BCI的使用效果——部分患者可能因身体不适或疲劳而难以长时间集中注意力，导致数据采集时间受限，患者的情绪波动也可能影响其对BCI设备的信心和使用效果。

李舒蕊博士

在意识障碍患者和植物人等临床研究中，BCI技术见效较慢，效果有限，患者依从性也存在挑战。

在目前的研究数据中，BCI技术在意识障碍患者中见效较慢，效果不佳。尽管能观测到患者脑电信号的某种变化或特征提升，但在实际诊疗中，BCI技术仍需加强，从而与临床评分指标更加契合，以准确评估患者的意识状态。此外，一部分卒中患者常因身体状况无法长时间参与BCI任务，导致数据采集中断，影响临床评估。

学科融合、政策支持、技术革新，赛博幻想正在走近现实

丁晶教授

最新发表的无创BCI共识，旨在规范数据采集、信号解码及功能调控，提升临床医生对无创BCI技术的认识，促进其在神经系统疾病中的规范应用。

传统脑电图主要用于癫痫、意识障碍等疾病的诊断，而随着技术进步，脑电波在神经调控和人体功能改变方面的潜力逐渐显现。近年来，为了进一步规范神经电信号的临床应用，上海市医学会脑电图与临床神经生理专科分会已先后发布了脑电图规范操作（2021年）、经颅磁刺激（2022年）和事件相关电位（2023年）的专家共识，为脑机接口技术的临床应用奠定了基础。

丁晶教授

医学专家提出应用场景，工程师提供解决方案，理科专家提供前沿解码方法，三者相辅相成。因此，此次共识的制定不仅涉及医学领域，还融合了工程和理科的专业知识，以确保内容的准确性和规范性，为读者提供清晰的指导。

在设计BCI任务时，例如通过声音刺激引发脑电活动以判断患者是否能正确识别声音，需要综合考虑多种方案。因此需要来自医学、工程和理科等不同背景的专家共同参与方案设计和共识制定。在共识制定过程中，以患者为中心、实现功能增强或功能替代是多学科专家的共同目标。

李舒蕊博士

BCI技术的蓬勃发展，离不开多学科专家的努力，也离不开国家政策的支持。

2025年3月，国家医保局发布《神经系统类医疗服务价格项目立项指南》，首次为BCI技术单独立项，明确了收费路径，为临床应用铺平道路；“十四五”规划将“脑科学与类脑研究”列为国家重点前沿科技项目，为技术发展提供战略指引；国家药监局也批准多项脑机接口医疗器械行业标准立项，规范市场发展。地方层面，北京、上海等地也纷纷出台行动方案，推动脑机接口在医疗、工业、教育等领域的应用。这些政策为脑机接口技术的研发、推广和产业化提供了坚实保障，加速其走向临床与市场。

杨帮华教授

AI技术的发展将极大地推动脑机接口（BCI）的进步，尤其是在脑电信号解码方面。

脑电信号是一种复杂的动态非线性信号，其特征难以从表面波形直接识别。AI技术能够挖掘脑电波中与运动想象、视觉刺激或听觉刺激相关的特征，从而提高解码精度。同时，随着AI技术从传统机器学习向深度学习和大模型算法的演进，解码精度和速度将显著提升，患者个体化差异问题也将得到改善。此外，结合元宇宙、VR和AR技术，BCI技术有望为用户（无论是正常人还是患者）创建沉浸式的交互场景，增强康复训练的趣味性和效果，甚至让使用者与虚拟场景融为一体，为未来康复治疗带来新的可能性。

小结

BCI技术从20世纪60年代末诞生至今，已从幻想走向科学化并迈向广泛应用。其原理是通过脑电信号直接实现人机交互，广泛应用于脑卒中康复、意识障碍评估等场景。然而，当前仍面临脑电解码准确性、实时性不足，以及患者适应性差等挑战。但随着AI技术发展和多学科融合，BCI技术也将迎来新的机遇，造福更多人。

《上海医学》杂志创刊于1978年，是由上海市卫生健康委员会主管、上海市医学会主办、国内外公开发行的医药卫生类综合性学术刊物。为中国科技核心期刊（中国科技论文统计源期刊）、中国科技期刊卓越行动计划（二期）集群化试点项目、中国科协高质量科技期刊分级目录临床医学领域入选期刊、《复旦大学学位与研究生教育国内期刊指导目录》A类期刊、CACJ中国应用型期刊、中国科学评价研究中心（RCCSE）来源期刊、中国生物医学文献数据库（CBM）来源期刊、美国化学文摘（CA）来源期刊、日本科学技术振兴机构数据库（JST）来源期刊、中国学术期刊网络出版总库全文收录期刊、中国学术期刊数据库全文收录期刊、中文科技期刊数据库全文收录期刊。

本刊设有院士论坛、共识与指南、述评、专家笔谈、创新论坛、青年学术论坛、专题研究、临床研究、论著、短篇论著、卫生管理、MDT病例讨论、病例报告、综述、会议纪要等栏目，介绍上海医学科技奖获奖项目。杂志每年开设各重点学科的专辑或专题，并举办“春蕾杯”年度优秀科研论文和优秀病例报告评比活动，遴选青年才俊担任审稿人并培养为青年编委。本刊对于具有较高创新水平和科学价值、聚焦于国家重大战略的稿件，开设绿色通道，可予以优先发表。欢迎您订阅与投稿。

官方网站：http://www.smasmj.com

编辑部地址：上海市北京西路1623号

邮政编码：200040

联系电话：021-62178606

官方邮箱：smasmj@shsma.org.cn

责任编辑：梦琳

*"医学界"力求所发表内容专业、可靠，但不对内容的准确性做出承诺；请相关各方在采用或以此作为决策依据时另行核查。