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脑机接口大盘点:从科幻到现实,谁在引领这场“读心术”革命?

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撰稿 :陈茜

1月1日,马斯克突然在X上宣布:Neuralink的脑机接口设备将于今年大规模量产。截止到现在,Neuralink已经为13名患者植入了脑机接口设备。他们可以用“意念”打字、浏览网页、玩游戏。


图片来源:X

脑机接口——这个听起来像是《黑客帝国》里的技术,现在正在从实验室走向现实。尽管Neuralink是脑机接口这个领域最知名的公司,但是这个领域也正在变得热闹起来:一批老将和新秀奋起直追,非侵入/微创路线的项目在悄然崛起,包括OpenAI的CEO Sam Altman在内的不少大佬也已经入局。

可以确定的是,全球脑机接口市场正在爆发式增长。根据报告,仅仅在美国,脑机接口的市场规模就可能达到4000亿美元。而这,可能只是开始。

这篇文章,我们就来聊聊,脑机接口这个可能改变人类未来的技术,到底走到哪了?谁在领先?谁可能弯道超车?这样的技术什么时候能对普通人开发呢?

01

脑机接口的原理从“读心术”到“控制万物”

脑机接口,英文全称叫Brain–Computer Interface,简称BCI,简单来说,脑机接口就是在人脑和外部设备之间建立一条直接的通信通道,它绕过了我们传统的神经-肌肉-感官系统,让大脑可以直接“对话”机器。

打个比方:我们平时用电脑,需要通过手指敲键盘、移动鼠标来实现操作;但脑机接口技术能让你跳过这个中间环节,直接用“想”的就能控制电脑。这不是读心术,而是通过捕捉大脑发出的信号,然后用算法把这些信号“翻译”成机器能理解的指令。


Chapter 1.1 核心原理:四个步骤连接大脑与机器

想象一下,你的大脑里有860亿个神经元,每时每刻都在“说话”,也就是通过电信号交流,你现在能看到这段文字、理解这些概念,本质上就是你的神经元在放电。脑机接口的工作原理其实很简单:

第一步:采集信号。通过电极或超声波记录神经元的活动,就像在大脑中数以亿计神经元组成的“聊天群”里,安装了一个高精度的监听器。

第二步:解码信号。用AI算法翻译这些信号,理解大脑想干什么。比如,当你想移动手指时,运动皮层的特定神经元会按特定模式放电,AI学会识别这个模式,就知道你想做什么。

第三步:输出指令。把解码后的指令发送给外部设备——电脑光标、机械臂、轮椅,甚至未来的人形机器人。

第四步:反馈闭环。最先进的脑机接口还会反向工作:设备执行动作后,会把反馈信号传回大脑,形成交互式的闭环系统。比如脑机接口操控机械手抓起一个杯子,大脑能“感觉”到触感和重量,这就形成了一个完整的闭环。


Chapter 1.2 三大技术路线:安全性vs性能的博弈

脑机接口“能做什么”我们已经知道了,但是“怎么做”是个大问题。因为这涉及到这在人类最重要且脆弱的大脑上开洞植入芯片,最不可忽视的是它的安全性。所以,脑机接口也发展出了三大技术路线,在安全性和性能之间做出了不同的权衡。

第一类就是非侵入式:好处是最安全,但坏处是信号最弱。这类设备就像一顶“读心帽”,戴在头上就能用,工作原理就是通过放置在头皮上的电极,检测大脑活动产生的微弱电信号。


优点在于完全无创,不需要手术;使用方便,即戴即用;价格相对便宜,消费级的才几百到几千美元。缺点也很明显,信号非常微弱,就像隔着一堵厚墙听音乐一样;精度低,只能做一些简单的控制,还容易受到头发、汗水和外部电磁场干扰。

目前市场上不少脑机接口产品采用非侵入式方案,它的简单易用适合消费级场景。但是,它的效果也遭遇到了一些专业人士的质疑。


刘嘉 哈佛大学工程与应用科学学院助理教授: 我们要尊重物理事实,大脑每个神经元处在的频率的带宽是大概300到3000赫兹的范围。而更重要是在3000赫兹这个范围,就是它的神经元的动作电位。 我们大脑的颅骨和大脑的表面那层膜,它是一个非常好的Low-Pass Filter(低通滤镜),所有高于40赫兹的信号全部都被过滤掉了。如果是非侵入式的,从物理的本质上来讲,就得不到单个神经元的信号,得到的是一个平均的结果。


叶天杨 Axoft联合创始人兼CTO: 我们的颅骨是一个非常完美的绝缘体,所以我们大脑里面发展的电信号绝大多数都被这个颅骨给遮挡住了。我们打个比方,如果大脑里所有的思维是非常精彩的交响乐,那我们的颅骨就是音乐厅。你在颅骨的外面放上电机,用非侵入的方式来测量大脑的电信号,就相当于在一个音乐厅的外面听交响乐,不管这个交响乐有多么的精彩,不管你在音乐厅外面放上多高级的收音设备,因为隔着这个音乐厅,你最终听到的信号都是一个非常微弱的、非常混杂的信号。这就是现在非侵入式的脑接口所面临一个问题,它一直没法得到高精度的、高带宽的信号。


第二派别的中间路线,叫“半侵入式”。半侵入式是一条“中间路线”,需要开颅,但电极只放置在大脑表面或硬膜外,不穿透脑组织,或者通过血管植入。优点是信号质量比非侵入式好,但风险比完全侵入式会略低一些;缺点则是通道数相对较少,性能不如全侵入式。

但这个派别有点尴尬,因为嘉宾告诉我们,其实最高的风险就是开颅手术,但开了之后又不深入去采集数据,就像你去买票听音乐会,进了音乐厅,但却坐在了最后一排。

叶天杨 Axoft联合创始人兼CTO: 侵入式脑机接口,市面上分两大派,一派叫Surface Brain-machine Interface(表层式脑机接口),另外一派叫Depth Brain-machine Interface(深度式脑机接口)。当我们把颅骨拿掉、大脑展现出来之后,你可以选择把电极贴在大脑的表面进行电信号的测量,也可以选择把电极插到大脑的里面进行信号的测量。贴在大脑的表面,好处是保证大脑结构的完整,但它带来的坏处是大脑的电信号实际上都在深度。
所以说依然会有在音乐厅里面听音乐的问题,只不过现在你进入到音乐厅里面了,但你是坐在音乐厅的最后一排。坐在最后一排,拿着最好的麦克风和坐在第一排,拿着比较差的麦克风,到底哪个得到效果更好?这是大家正在讨论的一点。而深度电极相当于把电极插入进去,插到真正每个产生电信号的神经元细胞旁边,得到最第一手的、最精确的、最高通量的信号,通过这种方式来最完整的还原大脑的想法。这是侵入式脑机接口里面分的两个流派。

所以开颅之后,怎么去收集数据,要进入多深?这是行业目前在积极探讨和寻找解法的关键点。


第三派:侵入式脑机接口。顾名思义,侵入式的这类设备会直接刺入大脑皮层,和神经元“零距离接触”。它通过微小的电极针,直接插入大脑组织,记录单个神经元的活动。

优点是信号强度高,就像听高清立体声一样;而且精度极高,可以实现复杂的控制;带宽大,能传输更多信息。缺点则是需要开颅手术,风险高;电极针长期植入可能引起排异反应、甚至造成感染,电极也可能随时间降解。

同时还有一个问题,就是植入的材料。


刘嘉 哈佛大学工程与应用科学学院助理教授: 大脑,特别是一个活体的大脑,是个非常柔软的组织,就像个豆腐一样。但是所有的金属或者是硅基的探针都非常坚硬,它就像一把钢刀。所以你把这个东西插进大脑,而大脑是无时无刻不在活动的。首先这个电极就会像钢刀一样,在微尺度下切割大脑,不仅造成了长时间的力学的损伤,并且会使得电极在大脑内部进行漂移。
飘移的结果就是,即使你能测到神经元信号,你也不能够稳定地测量来自同一个神经元信号。另外一方面,会造成大量的在大脑里面的免疫排异反应。随着时间的推延,在植入的器件的地方就会造成神经元的凋亡,同时会造成大量的免疫细胞的增生,最终就会使得你一开始能测到的Single Unit Action Potential(单一神经元动作点位),慢慢地就测不到了。而对于病人,有这种深度脑电极叫做Deep Brain Stimulator Implanted(已植入深部脑刺激器),每过几个月甚至一年的时间,你都需要重新改变你刺激的位置,去有效的治疗这个疾病,因为它也会造成大量的深度脑组织的损伤。

为了避免柔软如豆腐的人类大脑被植入的电极和芯片“反复切割”,材料一定要软。刘嘉就带领团队做出了突破,和叶天杨一起创立了Axoft,他们认为,把硬材料做到极薄,它就能变软。


就像厚厚的铁块打成锡纸就能随便弯,厚塑料板变成保鲜膜就柔软多了,这一发现立刻启发了整个行业。Neuralink等公司也用上了类似思路——因为更薄的导线更柔软,不容易伤到脑组织。

不过新的问题也来了:电极太薄就容易断,断了还可能拔不出来;而且太薄的材料容不下太多电子元件,想增加通道数就得多插几根电极,于是才有了Neuralink那台复杂的“缝纫机”手术机器人。


所以,刘嘉团队接着往前迈了一步:与其把硬的材料变薄,不如直接造一种天生柔软又坚韧的新材料。他们用了一种特别的高分子材料,既像橡胶一样有弹性,又能抗体液腐蚀,还能承载更多通道,并且可以反复插拔不易断。

刘嘉 哈佛大学工程与应用科学学院助理教授: 其实你如果真的看过那种材料,它几乎是肉眼都很难看到的,所以说它就算植入到大脑里面,断里面其实也没关系。但是在临床上,这是完全不可接受的,这是第一。第二就是整体的器件不具有可扩展性,可能每个器件上就只有10个传感器,我要植入1000个电极或10000个电极,我要植入100个或者是1000个脑探针。
所以就是为什么Neuralink非常重视它的手术机器人,因为它需要植入很多很多脑探针,才能达到它想要的通道数目。原因就是还是因为,你把用一个非常硬的材料做得非常薄,然后去做脑机接口,它每一个脑探针上的通道数就是非常有限的。如果是要想扩展它的通道数,就要集成更多的材料、更多的器件到一个脑探针里面,它就又变硬了。它变硬了之后,所有的问题就又会回来了。所以需要发展真正的柔性的电子材料才能解决这个问题。

刘嘉告诉我们,在斯坦福的时候,他就专门就花了很多时间去研究这个问题,然后真的让他们找到了一款特别的光刻胶。


叶天杨 Axoft联合创始人兼CTO: 而我们的材料,你可以想象它是一种橡胶,你去拉伸,它是有弹性的。我们的大脑实际上也是一个有弹性的材料,我们的大脑在呼吸的时候是不膨胀的。而我们这种材料,它因为是柔性的、具有弹性,同时它表面是非常舒滑的。所以在你的手上刮过的时候,是完全没有任何切割的感觉。我们经过这些对比之后,我们觉得我们的材料相比市面上经常使用的聚氰亚胺材料,是一种更适合用来做脑机接口的材料。也正因为如此,我们以这个材料为基础,制作目前市面上最柔软的脑机接口。


刘嘉 哈佛大学工程与应用科学学院助理教授: 它是非常柔软的,然后它依然会像正常的电子材料一样的运作。传统的很柔软的材料为什么不能拿来做光刻,不能拿来做这种脑机接口呢?因为当一个材料非常柔软的时候,你可以想象它为什么柔软,它其实叫做玻璃化转变温度是小于室温的,你可以想象它在室温下其实是一个交联的液体,或者是一种大孔的交联的材料,它就很容易被多层光刻的时候使用的有机或水溶剂把它给溶胀,它就不能达到非常精准的光刻的目的。
另外一方面呢,我们体液里面的盐溶这些离子,都很容易侵蚀它,慢慢地这个电子器件就全部都失效了。从化学角度来讲,怎么解决这个问题?如果要一个弹性体或者是一个柔软的材料,它既能够拿来做光刻,能够克服所有的水溶剂或者是油性的溶剂, 同时它能够不让离子对它进行侵蚀。从化学角度来讲,就只有全氟弹性体能做到这一点,所以我们就发展了一系列全氟弹性体的光刻胶,然后就把这个问题解决了。

当材料问题解决后,新的挑战又冒出来——信号量爆炸了!从过去几百个通道,变成上百万个。数据量大得可怕,算法和芯片都得重新设计。而这,就得靠AI了。

02

AI革命

脑机接口的“最强外挂”

AI正在彻底改变脑机接口领域的游戏规则。如果说电极和芯片是脑机接口的“身体”,那AI就是它的“灵魂”。没有AI,就没有今天你看到的那些“用意念打字”“靠脑波说话”的奇迹。


想象一下十年前的科学实验——研究人员最多能同时监听二十个神经元,大脑信号少得可怜,还能慢慢分析、手动标注,就像工匠打磨一件首饰。可现在,动辄上万个神经元同时发信号。Neuralink能监测几千个通道,已经是学术界最多。每个通道每秒都在吐出成千上万条数据,整个系统每秒就是一个GB级的“数据海啸”。

这种规模下,靠人去看信号?根本不可能,就像让你一秒钟数完一万粒沙子。这个时候,AI不再是“帮个忙”的角色,而是脑机接口能不能跑起来的关键。但AI的作用远不止帮忙处理数据,脑机接口的终极任务,其实是一个超级难的“翻译”问题——把大脑的电信号,翻译成人类能理解的动作或语言。

机器翻译中文成英文,还能查字典、看语法;而脑机接口的输入,是几千个神经元乱成一团的放电信号,输出却可能是一只机械手抬起杯子,或者一句完整的话。这就像在翻译一种没人听得懂的“外星语”,但AI,尤其是深度学习,恰恰最擅长干这种事。

2025年,加州大学伯克利分校和旧金山分校的团队就创造了一个突破:一位因中风失语18年的女士,靠脑机接口重新“开口说话”。


科学家在她的大脑语言区域植入了256个电极,AI实时把她脑中的电信号翻译成语音的最小单位——音素,准确率超过90%。再结合大语言模型和N-gram模型,让系统理解上下文、自动修正错误。最后一步,用她过去的录音训练出一个语音克隆版本——用她自己的声音,把想说的话读出来。

结果如何?整体准确率高达97%,延迟不到一秒,她在家里就能和家人聊天,不需要工程师在旁边调试,这听起来像是科幻片情节,但现在AI真的让它变成了现实。


刘嘉 哈佛大学工程与应用科学学院助理教授: 这更多的是我觉得现在大家越来越发现,特别是AI时代往前走,脑机接口跟AI是密不可分的。因为它有两种情况,第一种情况,现在新的脑机接口的技术,使得神经带宽,就是对神经元的测量一下子爆炸,它就需要大量的AI算法对它进行解码,现在AI算法已经准备好了。另外一方面,本身对大脑的理解就是未来进一步提升AI的一个重要的方面。所以说,你可以看到所有的,凡是做AI相关的人,他一定会想到要往脑机接口这个领域去走。所以说它更多的是一个未来技术布局的争夺。

如果说“读取”大脑信号离不开AI,那“写入”大脑信号,也就是神经调控,就更需要AI来出手相助了。

所谓神经调控,就是用电刺激影响大脑的活动,大脑更像一支庞大的交响乐团,上千种神经元各司其职,演奏着节奏极其复杂的乐章,你能想象用大锤去“指挥”交响乐吗?这就是传统技术的问题——太粗、太笨。

现在,随着电极数量暴涨到上千个通道,精准的神经调控终于有了可能。但要想让上千个电极像乐手一样协调配合,就得有一个足够聪明的“指挥家”——也就是AI Agent。

AI不需要完全理解大脑为什么这样工作,它靠的是强化学习——不断尝试不同的刺激方式,看大脑怎么回应,再根据结果调整策略。它能在毫秒级的时间内实时调节刺激的频率、强度、时长,甚至是哪些电极该同时工作,从而为每个人定制最合适的刺激方案。


这有点像AlphaGo下围棋:大脑是个黑盒子,AI也是个黑盒子,但两个黑盒子不停对弈,最后居然能摸索出最优解。

为什么AI对脑机接口这么关键?总结一下有四点:

第一,数据量爆炸过去只看几十个神经元,现在要同时处理上万个,人工根本做不来。

第二,实时性要求高从“想到”到“做到”的延迟必须小于100毫秒,否则体验就不自然。

第三,个体差异大每个人的大脑信号都不一样,AI能自动学习并适应。

第四,大脑是动态系统信号会随着时间变化,AI能持续学习、不断校正,让性能一直在线。

AI不是脑机接口的“助手”,而是它能不能真正落地的“核心大脑”。没有AI,这场“人机共生”的梦想,就只能停留在实验室里。

03

脑机接口五大势力详解

Chapter 3.1 Neuralink:马斯克的“人机共生”梦

这家由马斯克在2016年就创立的公司,可以说是把脑机接口真正带入大众视野的“网红”。Neuralink的系统由三部分组成:N1植入芯片、Thread柔性电极与R1手术机器人。


首先,N1植入芯片这是整个系统的大脑,大小和一枚硬币差不多,被植入颅骨下方。芯片集成了1024个信号采集通道,能同时记录成百上千个神经元的活动,是目前通道数最多的植入式设备之一,可无线传输和感应充电,是系统的信息中枢。


彭雷 格式塔Gestala创始人兼CEO: Neuralink能记录到1000-2000个神经元的信号,我觉得是可以的,这是它从数量上来讲。那2000个神经元对于860亿来讲其实是忽略不计的,所以说它是一个局部的信号解码,这是从空间的角度来讲。空间的角度也可以给一个数据,马斯克的Neuralink把电极插在脑区表面的面积占整个大脑表面的面积是1.3/1000,而整个大脑的表面面积的999/1000都还没有被记录下来。
但时间上的话,电学的信号是做得比较好的。因为现在直接电极跟神经元是接触在的,神经元的放电,电极就能记录的下来,这个时间已经可以做到10微秒以内。一秒钟采集多少个spike(神经元放电的信号)都能记得下来。你可以理解电学脑机接口的特征就是,电信号的时间做的已经非常接近实时了,但是它的空间覆盖只有1.3/1000,这只是表面还不包括大脑内部,大脑内部还有大量的功能区脑区,它是永远渗透不进去的,它只能插到表面3毫米,如果你要插到深脑,那要8厘米。


其次,Thread柔性电极,这是Neuralink最核心的创新之一

传统的电极是刚性的,用传统电极,就像在豆腐里插钢针,时间长了会造成损伤。Neuralink的Thread电极却是柔软可弯曲,随大脑一起“呼吸”,导线仅5微米宽,可贴合脑组织的微小运动,每根拥有32个记录点,R1机器人会将64根Thread精确植入皮层数毫米深处,使其在脑组织微动中保持稳定。


最后是R1手术机器人,这可能是整个系统中最酷的部分,马斯克把它称为“缝纫机”。Thread由于导线极细且脑血管密集,Neuralink开发了R1机器人来执行植入:这台“缝纫机式”设备每分钟可植入约6根导线,自动识别并避开血管,完成手术仅需数小时。

三者结合,使Neuralink成为目前通道密度最高、无线化程度最完整的侵入式脑机接口之一。2024年,Neuralink完成了首例人体植入,患者叫做Noland Arbaugh。手术很成功,几周后Noland就能用意念控制电脑光标,甚至创造了一个世界纪录:每秒8比特的信息传输速率——这是当时所有脑机接口中最快的。


到2025年,Neuralink已经完成了13例人体植入。而Neuralink最近公布了一个20分钟的完整手术视频,展示了他们如何把芯片植入人脑。这次公开的信息量很大,我们来看看这到底是怎么做到的:

整个手术的核心是一台精密的手术机器人,医生首先在患者头骨上开一个硬币大小的洞,然后这台机器人有一根比红细胞还细的针,它要抓起100多根比头发丝还细的柔性电极线,一根一根地“缝”进大脑皮层。


听起来很简单?其实难度极高,因为人的大脑像豆腐一样柔软,而且里面密布着血管,这128针必须一针都不能扎到血管。

最让人震撼的是速度的提升:旧版机器人扎一针需要17秒;新版机器人只需要1.5秒这意味着整个手术时间大幅缩短,患者的风险也随之降低。

为了做到这一点,Neuralink用了6套显微镜加上OCT扫描技术,组成了一个超级精密的“眼睛”。这套系统可以在毫秒级别追踪大脑组织的运动,提前预判路径,精准避开所有血管。


目前已经有13个人植入了这个设备,使用时间超过1.5万时。除了意念控制电子信号,在最新的演示中,还可以通过意念控制机械臂。现在的芯片只植入了4毫米深,就已经能实现这些功能。Neuralink的下一个目标是植入50毫米以上,这样就能接触到大脑更深层的区域,实现更复杂的功能。

现在有超过1万人在排队等着做这个手术,针头夹具的制造成本已经降低了95%,原本昂贵的实验级部件现在可以量产了,机器人也能适配全球99%的人群,这些都在为大规模应用做准备。

Neuralink不只是在做一个实验性的医疗设备,他们在建立一整套可以规模化复制的系统:从手术机器人,到植入芯片,再到神经信号的解码算法。


马斯克的梦想依然非常宏大,他说:“任何可以用电脑或手机控制的设备,将来都可以用Neuralink来控制。这是一个极其深远的突破。这将从根本上改变‘成为人类’这一概念的含义。

当然,这项技术还面临很多挑战:伦理问题、数据隐私、长期安全性等等,但从技术角度来看,脑机接口正在从科幻走向现实,而Neuralink的这些进展,可能是这个领域商业化的关键一步。


在未来规划中,Neuralink希望从“恢复功能”迈向“增强功能”。公司正研发“言语解码”项目,尝试在言语皮层植入电极,将“心里想说的话”直接转换为文字或语音。另一项名为Blindsight的研究则获得FDA突破性医疗器械认证,目标是通过刺激视觉皮层让盲人恢复部分视觉感知。

马斯克甚至设想,这种视觉未来可能感知红外或紫外波段更疯狂的是马斯克描绘的未来:到2028年,植入装置中的电极数量预计将超过2.5万个,能够与更深层的大脑区域交互,并进一步探索与AI系统的融合。

而更长远的目标,是让瘫痪患者通过脑机接口控制Tesla的人形机器人Optimus,从而在物理世界中重新获得行动能力。这个情节听上去好耳熟,《阿凡达》不就是这样吗?


彭雷 格式塔Gestala创始人兼CEO: 因为以他们的技术来讲,每两年把通道翻一番,这也是我觉得之前做电学脑机接口的时候,我们行业里面讲过了一个概念叫摩尔定律,就是基本上每18个月我们能够插在脑子的电极数翻一倍,这个是可以做到的。但它是一个设备还是几个设备植进去,这个不一定,它可能是个组合。
但是现在的电极只能插在脑子3-5毫米,他们确实计划在做下一代的电极,可以通过大脑插到深脑核团,大概能够插6-7厘米的这种电极。我觉得一年半翻一番吧,因为它翻一番需要的要求还是很高的,芯片得扩张、通讯能力、计算能力、体积大小、发热控制等等,所有它像一个水桶一样,每一块短板都得翻一番,整体才能翻一番,所以我觉得一年半翻一番已经是非常不错了。


虽然这些设想仍停留在研发阶段,但Neuralink已获得资本市场的强力背书——2025年6月,公司完成6.5亿美元E轮融资,估值约90亿美元.

但Neuralink也面临挑战:包括首例患者出现了85%的电极信号回撤,虽然官方说是手术问题,但也暴露了技术稳定性的隐患;其次,FDA的审批之路艰辛,它被拒绝过至少6次,还曾因动物实验伦理问题被调查;还有技术路线争议,它使用的是把硬质材料做薄的“柔性”方案,而不是真正的柔软材料,存在材料易碎、难以取出等问题。

但不论如何,Neuralink作为这个赛道中最值得关注的公司,最近有非常快速的进展。

Chapter 3.2 Synchron:血管里的“特洛伊木马”

如果说马斯克的Neuralink是“开颅插电极”的硬核玩家,那Synchron走的就是完全不同的一条路——它从血管里进入大脑,不用开颅、不用机器人,也不需要漫长的恢复期。


这家公司成立于2012年,创始人Tom Oxley是一位做脑血管手术出身的医生,公司的核心理念是:“解锁大脑的自然高速公路”,也就是血管系统。

Synchron的设备叫Stentrode,外形有点像心脏支架,医生只需在颈部静脉开个小口,把它沿着血管“送”到大脑,最终停留在运动皮层附近的血管壁上,设备会像支架一样展开并固定。整个过程只要两个小时左右,第二天病人就能出院。


Stentrode上有16个电极,贴在血管壁上,而血管壁几乎紧贴着大脑表面,所以电极能记录到附近神经元的电信号。信号再通过胸部的一个小装置无线传到电脑上。

2020年,Synchron就完成了全球第一例人体植入手术,比Neuralink早了整整四年,几位渐冻症患者借助它实现了用意念发邮件、浏览网页,甚至打出了人类历史上第一条用脑发出的推特:“Hello World”。Synchron也拿到了美国FDA的“突破性医疗设备”认证,是首个获准在美国做长期植入试验的脑机接口公司。


截至2025年,Synchron已完成了多位患者的植入测试,累计融资约3.45亿美元,投资人阵容包括多名首富大佬,比如贝佐斯家族基金、盖茨基金会等。

更有趣的是,他们已经开始和苹果设备做适配测试——让患者能用意念操作iPad或Vision Pro。


虽然Synchron的通道数量才16个,比不上Neuralink的上千通道,但它的路线更“现实”也更垂直:想先让瘫痪者能真正地沟通、表达和生活很有可能,这家公司很可能成为第一个把脑机接口带进医院、带入普通人生活的玩家。

Chapter 3.3 Paradromics:数据高速路的极限玩家

如果说Synchron追求的是“安全、实用”,那Paradromics追求的就是“性能极限”这家公司2015年成立在美国德州奥斯汀,创始人Matt Angle是个从斯坦福出来的神经科学极客。

他的想法很简单——要让大脑和电脑真正无缝交流,就得让数据通道更宽、更快,所以他们把大脑无法治愈的问题变成可解决的技术问题,要在性能上超越所有竞争对手,打造“大脑的超级高速公路”。


Paradromics的研究设备叫Argo,最引人注目的数字是它能同时记录65536个通道的神经信号,是Neuralink的64倍。Argo使用微丝电极阵列,可以说是全球密度最高的侵入式BCI设备,能同时记录数万个神经元的活动,相当于在大脑里装上几万个“监听器”。

为什么需要这么多通道?因为大脑的某些功能,特别是语言功能,会涉及多个脑区的协同工作,要实现流畅的语音解码,需要记录大量神经元的活动。注意一下,这并不是他们现在植入人体的芯片,而是一个实验系统,用来展示他们能采集到多得惊人的脑电信号。


他们真正面向临床的产品叫Connexus,目标是做到“高速、高密度”的数据传输,让机器能更准确地理解我们想说什么或想做什么。

他们的理念很形象:过去的脑机接口就像“拨号上网”,能用但很慢;Paradromics想做的是“光纤入脑”,让信号像宽带一样畅通。尤其在像语言、思维这样的复杂脑区活动中,通道越多、信号越快,AI解码就越准确。

2025年6月,Paradromics在密歇根大学完成了第一次人体测试——在一位癫痫手术患者的大脑中临时放入Connexus设备,成功记录到了神经信号,手术全程只用了二十分钟。这次只是短暂试验,设备随后被取出,但标志着他们真正踏入临床阶段。


Paradromics已获得美国FDA的“突破性医疗器械”资格,并被纳入TAP加速计划,这个计划是为创新医疗设备开辟的“快车道”。资金方面,公司在2023年完成了3300万美元A轮融资,总融资规模接近1亿美元。

这家公司的核心优势在于能记录更多神经元,更适合复杂任务,如自然语言处理,为未来的认知增强应用打下基础。

Chapter 3.4 Blackrock Neurotech:“隐形冠军”

如果说Neuralink是脑机接口界的“网红”,那Blackrock Neurotech就是行业的“老前辈”(顺便说一句,这个跟金融公司Blackrock没关系)。Blackrock Neurotech成立于2008年(前身是Blackrock Microsystems),总部在犹他州盐湖城,地位相当于脑机接口领域的英特尔。

为什么这么说?因为Blackrock的Utah Array电极阵列,几乎是侵入式脑机接口研究的“黄金标准”。全球大部分脑机接口研究,都在使用Blackrock的设备和平台。


Utah Array是由犹他大学的Richard Normann教授在1990年代发明的,2005年获FDA批准,成为首个获批的高通道数植入电极。从2004年至今,几乎所有的侵入式BCI人体研究都用它,你在新闻里看到的那些“瘫痪者用意念控制机械臂”“失语者重新说话”的案例,背后很可能都有Utah Array的身影。

它有96个硅针状电极,每个系统最多1024通道,能记录单个神经元的尖峰放电,信噪比极高。


长期安全性是Blackrock最大的优势,最长植入时间达8年以上,并且仍在正常使用,累计植入时间超过30000天,还有零FDA报告严重不良事件。相比之下,Neuralink的最长植入时间才2年不到。

而在临床应用上,目前也发展得比较广泛。Blackrock的Utah Array已经在多个领域取得突破,包括运动功能恢复,比如控制机械臂抓取物品,操作轮椅,恢复握手等基础动作,还能让瘫痪者“感觉”到机械手的触觉。

2017年,斯坦福大学的研究中,患者用Utah Array实现了每分钟打40个字符的速度,创下了当时的脑机接口世界纪录。


2021年11月,Blackrock的MoveAgain系统获得了FDA的突破性设备认证,系统由三部分组成:植入大脑的电极阵列、解码运动意图的AI算法和无线传输模块,设计目标是让瘫痪患者用意念控制鼠标键盘、轮椅、假肢等。

2022年,Blackrock发布了下一代技术概念Neuralace。这是一种超高通道数的柔性电极,目标是实现“全脑数据捕获”。

作为行业老大哥,Blackrock有2000+篇研究论文使用Blackrock设备、1000+家研究机构是客户,还发表了116篇同行评审期刊文章。这种生态优势,是Neuralink和Paradromics短期内难以复制的。

如果说上面几家都是行业老兵蓄势已久,那还有一些声名鹊起的初创公司,都选择了非侵入路线。

Chapter 3.5 后起之秀另辟蹊径


就在2025年,OpenAI CEO Sam Altman创立了一家名为Merge Labs的脑机接口公司,目标融资约2.5亿美元、估值约8.5亿美元,探索一种结合基因疗法与超声技术的方案:即通过改造神经元使其响应超声信号,从而实现更少侵入或不同于传统电极植入的接口方式。


同期,Coinbase联合创始人Fred Ehrsam的非侵入式脑接口公司Nudge宣布完成1亿美元A轮;另一个采用超声BCI的项目Forest Neurotech获得前Google CEO Eric Schmidt的1400万美元资助,目标是用超声在不开颅、无需脑内植入电极的前提下感知与调控大脑活动。


此外,还有一家走“无手术”路线的脑科技公司SPIRE Therapeutics。它们开发了一种叫Diadem的设备:眼下看上去有点像用“聚焦超声”往大脑深处打声音波,而不用做开颅、也不用植入电极,它的目标人群是慢性疼痛或抑郁症患者,也就是那些“药物+治疗都管不了”的难题。

在这里总结一下:Neuralink用马斯克的野心和资源押注人机共生;Synchron用血管植入的巧思押注安全实用;Paradromics用极致性能押注技术高地;Blackrock用20年积累押注稳扎稳打;硅谷新秀们用非侵入式押注另辟蹊径。这里面,你最看好谁呢?


04

人与机器的边界模糊

脑机接口将把我们带向何方?

2025年的脑机接口竞赛全景我们已经梳理完毕,一场关于人类未来的豪赌,正在硅谷和全球范围内展开。但技术进步总是伴随着伦理挑战,脑机接口更是如此——因为它直接触及人类最核心的部分:大脑。

脑机接口的进步,正迫使我们重新思考作为人的意义,它让思维可以被读取、情绪可以被感知、行动可以被外部系统控制,而这也让隐私、意志和身份的界限变得前所未有地模糊。我们的脑电数据归谁所有?当机器能影响情绪或决策时,自主意志是否仍然完整?那些能负担得起“增强大脑”的人,是否会在未来获得不对称的优势?

谁会赢或许不重要,因为脑机接口的意义不仅在于“用意念控制机器”,更在于重新连接被切断的通路,让瘫痪者重新行动,让失语者重新表达,也可能帮助盲人重获视觉。

对普通人而言,脑机接口还代表着一个新的方向:“思维”也许终有一天能像“触摸”一样被数字化感知与传递,而人与机器的界限,正变得比以往更模糊。脑机接口,会把我们带向何方?或许不久,我们就会看到答案。

注:部分图片来源于网络

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