植入式脑机接口，赋予人类“超能力”

植入式脑机接口作为新质生产力和未来产业发展方向的代表技术，无论是国际还是国内都非常重视和支持其发展。

20世纪末，电影《黑客帝国》中描绘的科幻画面曾一度让全球观众着迷—— 主人公通过在脑后插入一根线缆，就能够直接与计算机进行交互，感知和控制虚拟世界。

20年后，特斯拉和Neuralink的创始人埃隆·马斯克，这位科技界的风云人物，在视频直播中说道：“让人们看见以前看不到的东西，红外线、紫外线、线电……我认为换一种说法就是，我想给人类超能力！”他还宣布Neuralink公司的脑机接口设备已成功植入3名瘫痪患者体内，目前运行顺利，可以依靠思维操控电子设备。时至今日，曾被认为是幻想的脑机接口技术，已逐渐走入我们的现实生活，“赛博朋克”时代已全面来临！

人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”

脑机接口（Brain Computer Interface，BCI），指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，实现脑与设备的信息交换。脑机接口技术区别于传统脑电信号处理，是一种变革性的人机交互技术，其作用机制是绕过外周神经和肌肉，直接在大脑与外部设备之间建立全新的通信与控制通道。它通过捕捉大脑信号并将其转换为电信号，实现信息的传输和控制，也就是科幻电影中常出现的“意念控制”。

脑机接口分为植入式和非植入式两大类，非植入式脑机接口主要是通过记录头皮脑电，实现对外部设备的控制，其成本较低，没有创伤及手术风险，生态性好，但信号信息量有限，空间分辨率不足，在控制的实时性和复杂度方面存在瓶颈，通常应用在日常的娱乐交互场景中。

在医疗赛道，则是植入式脑机接口更胜一筹，其通过植入电极记录颅骨以下的组织产生的信号来实现外部设备的控制，特别是深入到大脑皮层，可以记录到神经元水平的电信号，包括单个神经元的动作电位和局部场。植入式脑机接口获取的信息更为丰富，应用场景也更为广阔，尤其是可以应用至各类曾经无法治愈的医疗疾病当中，例如瘫痪、渐冻症、帕金森等。

如果将大脑活动比作一场演唱会，那么非植入式脑机接口就像在体育场外感受，你能够听见一些场内的声音，但无法获取细节。而植入式脑机接口就像在舞台的前排观看演唱会，不仅能够清晰地看见舞美灯光等视觉效果，也能更清晰立体地欣赏音乐。可以看出，植入式脑机接口是最硬核的赛道，马斯克当前研究的设备正是采用了这条技术路线。

清华大学进行脑机接口实验。

科技“读心术”崛起

植入式脑机接口的技术发展就像一场漫长的马拉松，从汉斯·贝尔格（Hans Berger）在1929年首次提出脑电图（Electroencephalo-grach，EEG）概念以来，人们开始推测大脑在没有周围神经核肌肉下亦可以进行通信和控制。1973年，加州大学洛杉矶分校计算机科学家雅克·维达尔（Jacques J. Vidal）率先使用了“脑机接口”一词来形容一个可以将脑电信号转化为计算机控制信号的系统，他发表了有关“直接脑机交流”的开创性理论和技术建议，“脑机接口（BCI）”正式成为一个具有标准定义的学术词汇。

此后，植入式脑机接口逐步由动物实验过渡至人体实验，2004年，美国Cyberkinetics公司的“犹他电极”获得美国食品药物监督管理局（FDA）批准，四肢瘫痪的马特·内格尔（Matt Nagle）成为第一位用植入式脑机接口来控制机械臂的病人，这标志着BCI技术正式由科研走向临床。在2014年的巴西世界杯开幕式上，一位身披“机械战甲”的全身瘫痪的前足球运动员在球迷的欢呼声中出场，他通过脑机接口技术操控外骨骼，成功完成了一个2秒的开球动作。他的“机械战甲”正是美国杜克大学医学院神经生物学教授米格尔·尼科莱利斯（Miguel Nicolelis）设计的首款基于脑机接口控制的外骨骼“Bra-Santos Dumont”。

此后的十年，国内外的脑机接口技术井喷式发展，在多种曾经被认为无法治愈的疾病上取得了突破性成果。2020年1月，浙江大学医学院附属第二医院与浙江大学团队对一位高位截瘫患者植入犹他电极，患者通过意念控制机械臂实现进食和饮水等动作，由此实现了中国植入式脑机接口临床“零的突破”。2022年7月，Synchron实施了一起人体脑机接口手术，受术者是一名身患肌肉萎缩侧索硬化症（俗称“渐冻症”）的病人，已经丧失了行动和说话的能力。这是首次将脑机接口应用至渐冻症的治疗。知名科学家霍金就曾受渐冻症的困扰，除了两根手指可以活动之外，全身都完全瘫痪，不能发出任何声音。若霍金如今仍在世，植入式脑机接口设备能够帮助他恢复更多的肢体机能，从而更好地进行科学研究。此外，上海瑞金医院功能神经外科中心主任孙伯民启动了一项名为“脑机接口治疗难治性抑郁症”的临床研究，并在2023年在患者身上实施了手术。

时至2024年，在4月25日开幕的2024中关村论坛年会上，由北京脑科学与类脑研究所联合北京芯智达神经技术有限公司自主研发的“北脑二号”脑机接口重大成果正式亮相，填补了国内高性能侵入式脑机接口技术的空白。清华大学洪波教授带领的脑机接口研究团队也在多例患者身上成功实施了手术，在经过康复训练后，患者能够用念控制光标或手套外骨骼。

迎接“人机共生”的新时代

当前，全球植入式脑机接口产业正处于快速发展阶段，吸引了大量科技公司、医疗机构、学术研究机构和政府部门的高度关注。基于植入式脑机接口形成了完整的产业链，上游包括脑电采集电极、脑机接口芯片、外部嵌套等；中游包括脑电采集平台、接口等产品提供商；下游则包括医疗、科研、教育、娱乐、智能家居等多样化的应用领域。据麦肯锡预测，脑机接口在医疗应用市场规模有望在2030年达到400亿美元，并于2040年达到1450亿美元。其中以中枢神经疾病治疗为主的严肃医疗的潜在应用规模2030年预计为150亿美元，2040年为850亿美元，而以情绪评估与干预为主的消费医疗的潜在应用规模2030年预计为250亿美元，2040年为600亿美元。

虽然植入式脑机接口的相关设备很可能在未来陆续商业化，但当前的应用场景还是主要集中在严肃医疗场景下。目前，具备整机研发实力且已有临床验证的公司并不多，其中最为人所熟知的就是马斯克的Neuralink公司。

Neuralink于2016年成立，其核心产品是一种叫作“TheLink”的小型设备，它有一个计算芯片和1024根微小的线，这些线上有传感器，通过将线植入脑内读取并写入神经元信号，并将神经信号转换为被计算机理解的数据，通过无线方式连接到电脑或手机，就可以以意念控制手机、电脑或其他设备。截至目前，马斯克称其产品已成功植入3名患者体内，虽然过程中也遇到一些困难，但运行情况良好。在2025国际消费电子展（CES2025）期间的一场特别专访中，马斯克谈到了Neuralink最新的技术进步，他计划在今年内再植入约20-30例脑机接口，下一个研究方向将聚焦视障人士，即使是完全失去双眼或视神经受损，甚至是先天失明的人，也可以通过直接与大脑视觉皮层连接来帮助他们重获视觉。

聚焦国内市场，2025年全国两会期间，全国人大代表、武汉衷华脑机融合科技发展有限公司（以下简称衷华脑机） 首席科学家、董事长黄立，在节目中将一款65000通道的植入式脑机接口产品展示给观众及网友。“65000通道，这个指标是国际上最高的，”根据黄立的介绍，衷华脑机的技术水平已经远超马斯克的Neuralink公司，这款微针阵列的通道数是Neuralink的20多倍，并且实现了双向信息的读取与写入，而Neuralink的技术则为单向。

在北美和欧洲早早开始脑机接口的研发和市场占领的情况下，黄立团队如“破壁者”一般，用15年时间完成了从红外芯片到脑机接口的跨界突围，在植入式脑机接口的微针产品上占据了绝对的技术和市场优势。在65000通道的微针阵列研制成功后，他们没有停下创新的脚步，团队进一步丰富了产品的品类，使之更实用化，并且与十多所著名神经外科医院达成战略合作，建立联合实验室，目前已拟定30多个科研项目，旨在将产品实践于临床应用，创造出实实在在的医疗成果。

如果说Neuralink公司更侧重于整机产品的研制，那么衷华脑机则是专注于在植入式微针电极阵列的赛道深耕。而还有一家公司，突破了传统开颅的电极植入方式，提出了创新式的基于血管式植入电极，这是一种侵入性更小的植入方法，通过微创手术就能实现，这家公司就是神经科技初创公司Synchron。

Synchron成立于2016年，其研发的产品在渐冻症的治疗上有显著的成效。2024年，Synchron公布了两项最新的进展，他们已成功将其脑机接口系统与苹果公司的 Vision Pro头显设备连接，并且成功将ChatGPT植入人类大脑，这也是世界首创。借助AI，脑机接口的信息处理速度和效率将大大提升，与Vision Pro这样的头显设备连接则进一步扩展了植入式脑机接口在消费电子领域的商业化可能，有望与虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等共同组成下一代元宇宙技术的起点。

此外，还有Precision Neuroscience、Braingate等多家全球知名企业，都已研制出自己各具特色的植入式脑机接口产品。纵观市场，从上游、中游到下游，植入式脑机接口技术已经逐渐走向成熟，并且具备极大的市场潜能。结合外骨骼、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、机器人等的具身智能设备的发展，通过人类智能和数字智能之间建立一种更紧密的“人机共生”的关系已不再是科技幻想。

Neuralink 产品图

科技伦理与人类未来碰撞

植入式脑机接口作为新质生产力和未来产业发展方向的代表技术，无论是国际还是国内都非常重视和支持其发展。

国家层面，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提到 “在事关国家安全和发展全局的基础核心领域，制定实施战略性科学计划和科学工程，瞄准人脑科学等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目”。 2021年10月，《“十四五”国家知识产权保护和运用规划》中明确“促进知识产权高质量创造，健全高质量创造支持政策，加强人工智能、量子信息、集成电路、基础软件、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等领域自主知识产权创造和储备”。

地方层面，2025年一开年，北京和上海相继发布《加快北京市脑机接口创新发展行动方案（2025-2030年）》《上海市脑机接口未来产业培育行动方案（2025-2030年）》，提出在2030年前，打造脑机接口产业发展集聚示范区，实现脑机接口创新产品在医疗、康养、工业、教育等领域的规模化商用等目标，实现高质量脑控，脑机接口产品全面实现临床应用，打造全球脑机接口产品创新高地，产业链核心环节实现自主可控等目标。可见对于脑机接口产业，尤其是植入式脑机接口而言，规模化的产业、多场景的应用是当前的发展目标。从渐冻症、瘫痪、难治性癫痫等疾病的临床应用出发，到与具身智能配合的日常社交的场景裂变是未来的发展趋势。

“脑机接口安全吗？”“黑客会通过脑机接口进入大脑获取个人隐私吗？”……当思考本身变成一种交互方式，流量入口从手机屏幕转向人类大脑，普通用户们发出了许多质疑的声音。的确，人工智能技术发展这么多年才有了ChatGPT，但是对于其伦理的担忧，早就开始了，脑机接口也是如此。清华大学信息国家研究中心助理研究员顾心怡表示，目前，脑机接口的伦理问题首先还是在安全性上，比如设备接入过程中对人的安全性和在数据交换过程中隐私的安全性等。除了安全性，在未来发展到应用阶段，脑机接口的伦理问题还会涉及一些脑控、精神自由，甚至公平性的问题。由于社会飞速发展，在伦理和法律上关于虚拟世界的约束也处于起步的阶段，随着脑机接口逐渐产业化、商业化，法律和道德约束显得尤为迫切。

在脑机接口飞速发展的今天，众多企业已经争相入局，通过布局医疗、社交等领域抢占流量入口。但对于许多用户而言，脑机接口仍然是陌生的。行业要真正良性健康地发展，还是要在性能、安全、隐私之间找到平衡，任重道远，未来可期。

（文章来源：《创意世界》2025年5月号）

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编校：范晓华，审读：郭丽

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