IT时报记者潘少颖
　　860亿个神经元，堪称宇宙已知事物中最复杂的存在，但又极度脆弱，一点疾病就可能让人束手无策，这就是人类的大脑。
　　好莱坞经典电影《盗梦空间》描绘了人类通过脑机接口潜入他人意识的场景，这虽然是科幻的电影桥段，但在现实中，人与计算机互联正在成为可能。
　　脑机接口是今年世界人工智能大会的“硬核”亮点之一，在“脑·机智能融合让大脑连接未来”主题论坛上，不少专家表示，无论是无创还是有创的脑机接口，都试图在人类大脑与外部机器之间建立连接，在医疗领域的作用尤其明显。这条规模不断扩大的赛道，依然面临着诸多挑战。
“意念取杯”已成现实
　　中国科学院上海分院院长胡金波至今还记得5年前他在美国学习考察时看到一幕：一位瘫痪在床的病人，通过头上戴着的脑机接口设备控制机器人，喝到了桌上的果汁。“脑机接口是脑科学和人工智能领域最活跃的学科之一，在神经疾病治疗和机器人领域有非常大的潜力。”胡金波在论坛上表示。
　　过去几十年中，脑机接口技术稳步发展，在医疗领域也有所应用，华山医院院长毛颖在论坛上表示，通过脑机接口技术，在患者麻醉状态中，正中神经电刺激诱发被动脑电响应可以实现手运动区定位，平均定位准确度为86.86%。
　　脑机接口的形式，可按照在大脑中的采集位置分为非侵入式、半侵入式和侵入式三种。非侵入式模式仅作用于头皮，半侵入式则将设备植入头皮和大脑皮层之间，侵入式则完全植入大脑皮层，目的是实现大脑信息的采集。
　　2020年初，浙江大学完成了国内首例植入式脑机接口临床转化研究，患者可以利用大脑皮层信号精准控制外部机械臂与机械手，72岁的实验患者因车祸造成四肢完全瘫痪，借助脑机接口的设备，对准一个放着油条的杯子，用“意念”让机械手张开手指、握住杯子，再取回杯子。
　　用意念“打游戏”“打字”，这些场景均成现实。
脑外科“清醒手术”精准定位神经元
　　脑机接口的实质是人机连接后的信息交互，如果说人体是一台电脑，那大脑就是电脑的主机，脑机接口技术可以直接成为大脑与外界交互的工具，从而实现人们用意念控制计算机，最后甚至达到人机融合的目标。
　　国内医疗类MEMS产品规模增长率不断提高，医疗器械方面人工耳蜗到DNS再到RNS、SCS和BCI，AI芯片算力逐步进入超摩尔时代……在脑虎科技创始人、CEO彭雷看来，脑计划是人类第四大科学计划，脑机接口是其核心底层工具，也迎来了大幅发展，“脑机接口的底层技术包括微电子、医疗器械、芯片、材料学、算法、神经科学等六大核心技术得到突破，让脑机接口技术在2021年迎来拐点。比如有更多具备生物相容性、机械强度和安全性的生物材料应用于医疗领域，如蚕丝蛋白，有利于脑机接口更好地实现”。
　　华山医院的研究团队一直在利用先进的工具定位不同语言的皮层分布差异。毛颖在论坛介绍了这样一个案例，在对一个学音乐的女孩子进行大脑手术的过程中，他们让这个女孩在手术过程中哼曲子、念唐诗，通过柔性皮层电极反馈出的脑电信号，精准定位与语言、音乐等相关的具体脑区。“这是被称为‘清醒手术’或‘唤醒手术’的脑外科手术，是为了尽量让脑区的功能不受损伤。”毛颖说，还可以用逆向验证的方法，手术医生可以用针刺等方式刺激患者的手部、足部等部位，在相应的脑功能区收到脑电刺激反馈，这样的定位准确率可以超过86%。
　　在毛颖看来，先进的神经工具在脑疾病诊治中的发展方向正从表象到机理、从有创到无创以及从单一学科到多学科的融合。
用生物蛋白打通脑机接口
　　阿尔茨海默病、脑卒中、帕金森等脑类疾病高发于老年人群体，全球老龄化现象带来了大量的脑疾病诊治需求。
　　放眼国际，有不少国家致力于脑计划的实施，2013年1月欧盟启动“人类大脑计划”，同年，美国也启动了“推进创新神经技术脑研究计划”。
　　中国的脑机接口市场规模的持续也在快速增长，预计2040年综合市场规模会达到1250亿元，年均复合增长率在26%，中国脑机接口市场不仅增长速度领先全球，在全球市场中的比重也会明显上升。“脑机接口极其复杂且交叉学科非常多，其核心难点和关键在于对大脑利用和保护间的平衡。”彭雷说，也即如何最大限度利用大脑和最低限度地大脑损伤。“高通量、低创伤、长期在体是需要突破的三大技术。”彭雷解释，目前行业内普遍的脑机接口产品为96通道，从低通量向高通量发展是脑机接口的必然趋势；脑机接口涉及手术，对于患者来说，手术创口越小越好，要从厘米级走向毫米级、亚毫米级甚至更小；脑机接口设备在人体内的时间也是需要突破的，稳定在人体的时间从短期植入提升到周、月、年甚至更长。因此，业内企业要在柔性电极、生物材料、芯片设计、核心算法等环节进行突破。
　　比如蚕丝蛋白，这可能是最先进的人工智能脑机接口材料。据《IT时报》记者了解，基于天然抗菌且可控降解的生物蛋白，能开发出微创开颅、自动躲避血管、可自愈的电极微创植入技术。利用蚕丝蛋白把电极柔软的表面固化，让电极的硬度介于血管和脑组织之间，才能方便植入。植入完成后，蚕丝蛋白便会溶解，逐渐恢复之前的柔软，电极与脑组织直接保持相对静止，不易引发炎症，患者创口也较小。“脑机接口的未来将分为人机交互、人机共生、人机孪生三个阶段。”彭雷判断，未来五年，脑机接口将会面向科研及医疗领域，帮助渐冻症、高位截瘫、视觉、听觉障碍等患者进一步治疗；第二个五年，脑机接口将涉及健康、游戏、教育等领域，帮助儿童提升注意力、缓解多动症等。未来，脑机接口技术有望实现知识、记忆的共存，用脑机接口高速接入脑联网云端，实现知识、记忆、情感的上传、下载、保存和复制，从人机共生走向人机孪生。