21世纪经济报道记者董静怡 实习生赵思雨 上海报道
新年伊始，脑机接口领域传来重磅消息。
1月2日，国内侵入式脑机接口领头公司上海脑虎科技有限公司（下称“脑虎科技”）对外公布：和复旦大学附属华山医院神经外科密切合作，并在天桥脑科学研究院等的支持下，取得了人体临床试验突破性进展。基于全自主研发的256导高通量植入式柔性脑机接口，先后开展高精度实时运动解码和语言解码临床试验研究，成功实现了“脑控”智能设备和“意念对话”。
这一突破性进展不仅涵盖了实时运动解码，更在实时汉语解码方面取得了前所未有的突破，标志着中国在脑机接口领域达到世界领先水平。
整个脑机接口技术经历从学术到科研、从科研到产业、从产业到商业化的历程，当下已迈入快速商业化阶段。
马斯克创立的Neuralink在近两年发布了一系列最新成果，推动这个行业加速进化，资本涌入也更加迅猛。
东方财富证券分析指出，当前我国脑机接口设备市场规模达十亿量级，至2040年有望达千亿量级。我国政策上大力支持脑科学与类脑研究的发展，技术上产学研医紧密协同，庞大的患者群体基数带动需求扩张，叠加优秀的脑机接口公司的引领，脑机接口行业在多因素促进下有望迈入发展快车道。
更引人注意的是，脑机接口有望与人工智能技术相结合，它们将共同推动着人类社会进入一个新的智能化时代。这不仅涉及技术的进步，还包括对人类自身能力的提升和扩展。
脑虎科技创始人兼CEO彭雷对21世纪经济报道记者表示，相信硅基生命和碳基生命的融合会在2035到2045 年之间发生。“我们代表了碳基生命这边拥抱硅基生命的趋势，其他AI伙伴们代表了硅基生命在模拟我们的方式。反正soon or later，我们会在中间合拢。”
运动语言“双解码”
2024年1月28日，由埃隆·马斯克创立的脑机接口企业Neuralink，成功实施了首例人类大脑芯片植入手术。
3月份，马斯克在社交媒体平台上透露，这位因8年前潜水事故导致脊髓损伤、四肢瘫痪的患者已经能够通过意念控制鼠标进行游戏。
这标志着脑机接口技术从理论研究走向了实际应用，有望在商业应用和医疗治疗的方向取得重大突破。
国内相关实验也在进行当中。2024年8月，脑虎科技联合华山医院神经外科毛颖/陈亮教授团队顺利完成意念合成运动临床试验。受试者为21岁运动区占位的癫痫患者，通过手术植入256导高通量柔性脑机接口监测病灶并保护运动相关的重要脑功能区。
High Gamma频段（70-150Hz）是脑电信号中的一个高频段，通常与大脑的复杂认知功能和神经活动同步有关。它能提供大脑活动的详细信息，尤其运动和感知信息。在植入式脑机接口临床试验中，提取该频段的信号有助于更加精准地解码大脑意图，实现意念合成运动。
据介绍，项目团队对其脑电信号的High Gamma频段进行脑电特征提取和模型训练，利用LSTM（长短期记忆）神经网络模型进行连续时间解码，整体系统延迟小于60ms。得益于256导高通量、高质量、高分辨脑电信号和自主开发的通道筛选算法，可快速精准确定响应脑区，进行实时高效精准解码。
受试者无需动手操作，术后两天内便可实现“脑控”玩乒乓球和贪吃蛇游戏。值得注意的是，实现实时运动解码之外，脑虎科技的突破更在于实现了实时汉语解码——目前，马斯克创办的Neuralink也仅实现了实时运动解码。
业内普遍认为，解码语言是脑机接口的下一级突破。语言涉及认知、记忆、情感等多个大脑功能的综合，其复杂性远远超过简单的运动控制。目前全世界从事脑机接口解码语言的科学家屈指可数，且以英语为主。
相较于英文等字母语言，汉语解码面临着更高的技术难度。汉语是以单音节为主的声调语言和图形语言，不同于英语等字母语言，其产生过程中的信息转换涉及更多脑区，这要求脑机接口技术必须覆盖到所有相关脑区并采集到足够的数据，才能准确“读懂”脑电中的汉语信息，需要研发针对汉语特征的神经编解码机制和信息处理手段。
2024年12月，脑虎科技联合华山医院神经外科吴劲松教授团队开展国内首例高通量植入式柔性脑机接口实时合成汉语言临床试验。项目团队在语言区占位肿瘤癫痫患者上进行了柔性脑机接口植入手术，通过植入256导高通量脑机接口，帮助其定位病灶并保护语言相关的重要脑功能区。
据项目团队介绍，病人术后恢复良好，五天后实现142个常用汉语音节下71%的解码准确率，并且单字解码时延小于100ms，是目前国内实时汉语言解码的最高水平。
此次试验实现将患者的意念合成语言，然后语言转化成相关指令。对于因脑损伤引发的运动和语言障碍患者，如失语症患者，这一技术有望帮助他们重建语言功能，实现与外界的交流。更重要的是，这一成果也为实现人脑与AI大模型的直接交互，甚至思维交流开辟了新的可能，这将对未来的交流方式、人机交互等领域产生深远影响。
正如脑虎科技创始人兼首席科学家陶虎此前在人工智能大会上所说，脑机接口企业所做的就是两件事，一是使病人恢复，通过进行广泛的临床研究和针对重大脑部疾病的治疗，旨在使患者恢复至正常状态；二是探索技术极限，探究脑机接口技术的天花板及其想象边界，通过将大脑与更强大的感知器和执行器相结合，将五官和四肢功能做更多延续。
脑机接口与AI相辅相成
当前，以通用人工智能（AGI）为核心的智能技术一路高歌猛进，呈现整体性突变、新现象激增的不可预测式发展，并随之推动相关行业推陈出新、自我进化。鉴于未来脑机接口技术对社会发展所能够带来的强大的推力，其势必与人工智能技术相耦合，涌现出新的生产力与发展动能，从而赋能人类。
彭雷在此前的人工智能大会上指出：“脑机接口跟AI是一座桥的两边，我们各自向对方在发展。”
当前，AI领域正通过使用千亿级别的参数训练模型，使其尽可能地模仿人脑的工作方式。与此同时，脑机接口技术则致力于将人脑活动转化为电脑可以理解的数据和算法，通过植入电极等方式实现人脑与计算机之间的直接交流。这一相互融合的过程预示着碳基生命（即生物体）与硅基生命（即计算机系统）在未来可能会更加紧密地结合在一起。
“尽管目前尚不清楚哪一方的发展速度会更快，但它们的发展方向是一致的。”彭雷表示，即实现更深层次的人机交互和智能化应用。
随着脑科学与AI领域的合作和共同探索，预计这两个领域将能够更快地实现融合，从而推动人类社会进入一个新的智能化时代。因此，搭建起脑机接口技术与AI技术之间的桥梁，实现二者的相辅相成，共同进步，是当下业界的核心课题。
不过，脑机接口的发展速度在某些方面比AI慢，仍面临一些挑战和问题。目前，脑机接口行业缺乏成熟的产业链，同时行业标准有待完善。
具体而言，硬件层面不统一，不同的研究机构使用的设备、电极和芯片各不相同；软件层面不统一，研究者可能使用自行开发的软件或不同公司提供的软件，并通过自制的接口进行对接；数据不统一，不同研究间的数据缺乏共享性，这限制了知识的积累和验证；算法不统一，研究成果往往被封闭，未能形成有效的开放生态，阻碍了技术的进一步发展和应用。
相比之下，人工智能领域的快速发展得益于其在基础能力上的标准化和统一化，这为AI技术的快速迭代和广泛应用奠定了基础。
对此，打造一个统一的脑科学开放平台显得尤为必要。彭雷表示，一方面，实现数据共享与算法开放，将硬件、软件、数据和算法等资源开放给全球科学家，以促进数据的可累计、算法的可分享，加快整个生态的迭代速度。另一方面，需要多一些合作的机会，比如和跨国界的科学家、动物所、实验平台合作，找到尽可能多的统一的模式做相类似的研究，形成资源共享、信息可及的良性生态闭环。
“不管是科学家、医生、学者或者行业伙伴，一起通过生态的打造，像AI赋能于千行百业一样，让脑科学也能以AI的迭代速度快速跑起来，是我们希望做到的事情。”彭雷透露，其将计划推进脑科学开放平台的进一步落地。
脑机接口技术无疑是一项具有革命性潜力的前沿科技，它预示着人机交互的新方向。尽管在技术实现、伦理考量、安全性评估等方面存在挑战，但从业者普遍对对脑机接口的商业化前景持乐观态度。随着科技的飞速发展和研究的不断深化，脑机接口技术也将得到越来越广泛的应用。
弗若斯特沙利文大中华区执行总监周明子认为，在我国顶层设计的高度重视下，如何有效促进脑机接口的技术进步与创新，以及稳步规范地推进脑机接口产业化发展就是重中之重，目前我国脑机接口行业缺乏成熟的产业链，同时行业标准有待完善。
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