《黑客帝国》中，基努·里维斯将“武功秘籍”上传大脑，秒变功夫高手；《盗梦空间》中，莱昂纳多·迪卡普里奥通过脑机接口设备潜入他人梦境中的潜意识；《流浪地球2》中科学家进行数字生命实验，通过连接大脑的电极片，将思维意识上传到计算机，从而让人永生；《阿凡达》中，人类以脑机接口技术实现意识向人形机器人的转移，获得在异星自由活动的权利；《明日边缘》中汤姆·克鲁斯则依靠脑机接口操控外骨骼战斗……这些虽然是科幻电影的桥段，但在现实中，人与计算机的互连对接已经成为可能，脑机接口正在逐渐走进日常生活，把我们“接入”未来。

 脑机接口究竟是什么？

十四年前，一场车祸令老杨颈椎处脊髓完全性损伤，ASIA评分为A级。这是脊髓损伤最严重的一级，意味着损伤部位以下的运动和感觉功能完全丧失。

脊髓就像意志与感觉的主干道，连接着大脑与躯干。这条通路的损毁，意味着大脑与躯干的“失联”，感觉无法传入大脑，想法也无法从大脑的“司令部”下达给肢体。对老杨来说，即便是想要喝水这样简单的需求，也只无法靠自己实现。

但在清华大学及首都医科大学宣武医院的脑机接口技术帮助下，十四年后，老杨终于凭借一支连接了他本人脑电波信号的气动手套，再度抓握住一瓶水，并送到了自己的嘴边。由此，他又产生了新的憧憬：未来，能自己亲手点燃香烟——过去的十四年里，如果他烟瘾犯了，妻子会替他点燃一支，然后放进他的嘴里。

在全球范围内，近几年来，“脑机接口”这个名词因美国企业家马斯克的高调参与，在公众面前混了个眼熟。2024年也是人类大脑电波被发现100周年，在这个颇有意味的时间点，以脑电波信号为基础的脑机接口技术在国内外的不少临床试验中迎来了突破性的

进展——

1月30日，清华大学宣布，其使用博睿康的国产脑机接口产品NEO与首都医科大学宣武医院合作，成功完成了全球首例无线微创脑机接口临床试验（即前文提到的老杨）；5月4日，由南开大学段峰教授团队牵头的全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京取得成功；5月25日，马斯克参与创办的脑机接口企业“神经连接”公司宣布已获美国食品和药物管理局批准开展人体试验；11月，上海首例脑机接口临床试验植入手术在华山医院完成……

随着科技的飞速发展，脑机接口已被视为下一个生命科学和信息技术交叉融合的主战场，将那些科幻片中的大胆设想变为现实。

那么脑机接口到底是什么？

通常来说，它指的是一种在大脑与外部设备间创建全新信息交换通路。一方面它可将大脑信号转化为机器可识别的信号，实现对机器的有效控制；另一方面，它也能把外部设备信号转化为大脑可识别信号，从外部对大脑进行直接干预。

南开大学人工智能学院教授段峰认为，脑机接口的发展可以目前分为学术探索、科学论证、推广期这三个阶段。他介绍说：“从最开始即脑电波、α波和β波被发现的1924年，到1970年之前，是学术探索阶段；1970年到2000年左右是科学论证阶段，业界开始出现各种脑机接口系统；2000年以后尤其是2014年世界杯上人通过控制机械外骨骼开球，到了应用推广的阶段。”因此，脑机接口技术的发展可以说是一个不断从科幻走向现实、从动物实验走向人体实验、从实验室走向临床和家用、从医疗领域走向其他领域的过程。

 三条技术路径

老杨是在2023年10月24日接受的手术。在手术台上，他的颅骨被凿开一个小孔，置入了两枚硬币大小的脑机接口处理器。手术后10天，老杨出院回家。居家使用时，体外机隔着头皮给体内机供电，并接收脑内的神经信号，传送到电脑或者手机上，实现脑机接口通信。

老杨的整个手术过程经历了比普通手术复杂得多的设计与环节。2023年4月，这项无线微创脑机接口的临床试验在宣武医院进行伦理审查。审查的核心在于权衡受试者的获益与风险。

规避风险是手术设计时参与者考虑的首要问题——人脑有着层层包裹叠加的解剖结构。从头皮往下，分别要透过颅骨、硬脑膜、蛛网膜、软脑膜等组织，才会抵达脑组织。而若是想要更好地捕捉脑电波信号，或者给予更精准、更有针对性的信息反馈，那处理器就需贴近脑组织。然而，即便将开颅手术自身的风险放到一边不谈，大脑本身也可能因处理器的植入而受到损伤。

因此，放眼全球，不同的公司在设计处理器放置位置时有各自的考量，也由此产生了各类不同的产品。

据了解，目前，根据接口方式不同，脑机接口的技术路径分为侵入式、半侵入式和非侵入式，而老杨最终采用的是侵入式。

顾名思义，三者间的差异主要在于接口（即电极片与处理器）所处的脑部位置。

侵入式脑机接口需要通过神经外科手术将设备直接植入大脑组织中。这使得它们能够捕捉到最高质量的信号，从而实现更精细的控制。然而，这种类型的接口风险最高，包括感染、排异反应以及潜在的神经损伤等问题。通过手术将电极植入大脑皮层，以获取更加精确和高分辨率的大脑信号，但这种接口类型手术风险也较大，目前通常用于神经科学研究或临床试验中。

半侵入式脑机接口介于非侵入式和侵入式之间，通常将设备植入到头骨下方，但不进入大脑组织。这样的位置可以让设备更接近大脑，从而捕捉到更清晰的信号，同时减少了一些与完全植入相关的风险。

非侵入式脑机接口又叫脑外接口，这类接口在操作时不需要进入大脑组织。它们通过使用电极帽或其他外部设备来捕捉大脑表面的电信号，如电脑图（EEG）。这种方法风险较低，但由于信号较弱，所以只适用于一些比较基础的应用，比如注意力方面的应用。

 能治愈肢体，也能治愈情绪

三种不同的接口方式，赋予了脑机接口技术广阔的应用场景。

在医疗领域，清华大学、华山医院等在以脑机接口技术让截瘫病人“动”起来上跨出关键一步，而除了这些可见的肢体“治愈”之外，该技术也正被引入对抑郁、自闭、睡眠障碍等神经系统疾病的诊治。