從科幻走向現實——我國腦機接口技術明年有望臨牀試驗

記者：王毅俊

還記得《黑客帝國》這部電影嗎？主人公通過腦機接口與矩陣系統相連，自由穿梭於虛擬世界。今天，這種大腦與機器連接的新技術已經從科幻影片走到了現實生活中，在診斷腦部疾病、增強大腦技能等方面發揮作用。“腦機接口”到底是一項怎樣的黑科技？它現在能做什麼？未來又將如何應用於我們的日常生活當中？日前，上海科普大講壇第151講邀請華山醫院神經外科陳亮教授、中科院上海微系統與信息技術研究所研究員陶虎來到講座現場，為觀眾揭秘這項最前沿的科學技術。

今年腦機接口領域發生的一件大事，莫過於埃隆·馬斯克創辦的腦機接口企業——Neuralink（神經鏈接）公司，展示了旗下腦機接口產品的最新版本：LINK V0.9。它將一枚看起來像硬幣的微型腦機接口設備，植入小豬的大腦內部，根據採集到的信號，成功預測了小豬的行進路線。

陶虎介紹，其實在中國也有一隻可愛的小老鼠，顱內植入了一片神經元幾乎感受不到的超薄、超柔、高通量神經信號採集芯片。當小鼠運動、進食時，與神經信號處理接口電路直接相連的電腦將實時反映其腦電信號的變化情況。這一被稱為中國的Neuralink，由中科院上海微系統所陶虎研究員團隊和華山醫院神經外科團隊共同承擔。

陶虎説，這一自主原創柔性腦機接口在植入創傷、長期在體安全性等關鍵技術上已經達到甚至部分超越了Neuralink，比如該電極創新性地使用了絲蛋白這一中國古老材料，不僅植入時創傷小，而且植入後對人體更安全。

現場，陶虎帶來了一個讓現場觀眾振奮的消息：由於其安全性得到驗證，該項目正在尋求倫理審批，有望於明年進行人體臨牀試驗。

這項“革命性科技”運用到生命科學需要哪些硬核設備呢？陶虎研究員從數字信息技術角度向觀眾進行了科普。他指出，當前已經成功將超薄、超柔、高通量神經信號採集芯片植入老鼠體內，科學家可以在老鼠活動時接收到腦電波的變化；在植入材料的選擇上也在不斷突破創新，例如DNA數字存儲、石英玻璃、乃至最新發現的蠶絲蛋白都是未來的發展方向；隨着新型材料的不斷進化，腦機接口技術不僅能提升存儲的容量和讀取的方便度，也大大提升了生物安全性，擴大了其在各領域的應用範圍。

陳亮多年來從事神經外科研究，他從臨牀醫學的角度為觀眾介紹了腦機接口牽手生物醫療的各種可能性。陳亮介紹，腦電是探索神經活動機制的一個很好的窗口，比如對於癲癇病人來説，如果能探測到大腦異常放電位置，就可以比較好地控制病情。

作為一名神經外科醫生，陳亮強調腦機接口技術也許可以解決某一個問題，但可能會產生新的“人”的問題。因此，技術的問題和人的問題應該同步解決。

在陶虎看來，腦機接口想要真正進入實用階段還需邁過“三道關”：一是發熱，無論是無線傳輸還是眾多電極，都會產生大量熱量，但大腦對升温非常敏感，即便1℃的温度提升也會讓腦子不舒服，因此温度是腦機接口必須克服的問題；二是柔性，放入大腦的物體必須是柔性的，因此新電極材料的研發也至關重要；三是如何讓人們接受在腦中多了一塊芯片。