如果告诉你,一位渐冻症患者仅凭意念就能与家人说出“今天心情很好,我想散步”,一位瘫痪者无需动手即可操控机械臂完成精细动作,你是否觉得这是科幻电影的情节?
2025年3月,中国自主研发的半侵入式脑机接口“北脑一号”让这一切成为现实。
这项技术不仅打破了全球脑机接口通道数纪录,更首次实现了中文语言的实时解码,为神经疾病患者打开了通往新生活的大门。
一、“北脑一号”:如何用128个“耳朵”聆听大脑的声音?
脑机接口(BCI)被称为“人机交互的信息高速公路”,其核心在于捕捉大脑电信号并解码意图。
而“北脑一号”的突破性在于:“它拥有128个信号采集通道,是目前全球同类产品中通量最高的系统”。
这些通道由柔性高分子材料制成的超薄电极(仅几微米厚)构成,如同贴在大脑硬脑膜上的“电子耳”,既能高精度采集信号,又因极佳的生物相容性减少了对脑组织的刺激。
三大核心技术支撑起“北脑一号”的卓越性能:
1. 微型化与低功耗:硬币大小的主控装置嵌入颅骨,通过无线近场通信技术实现信号传输与供电,无需外部导线,降低感染风险。
2. 神经编解码算法:结合卷积神经网络(CNN)与Transformer架构,系统可实时解析脑电信号,单字解码时延小于100毫秒,准确率已达52%,并可通过自适应纠错算法优化。
3. 多场景适配能力:既能帮助瘫痪患者操控机械臂或驱动肌肉刺激装置,又能为失语者重建语言交流能力。
例如,一位渐冻症患者术后仅训练3小时,便能解码62个常用词,甚至说出完整句子。
二、全球脑机接口竞赛:中国如何弯道超车?
当前,全球脑机接口技术主要分为“侵入式”(如Neuralink植入脑皮层)、“半侵入式”(如“北脑一号”置于硬脑膜外)和“非侵入式”(如脑电帽)三类。
相较而言,侵入式信号精度高但手术风险大,非侵入式安全性高却信号模糊。
“北脑一号”选择半侵入式路径,在安全性与信号质量间找到了平衡,尤其适合长期临床应用。
国际竞争格局:
1.美国:Neuralink的侵入式技术已实现猴子意念打游戏,但其临床试验因伦理争议进展缓慢;
2.欧洲:BrainGate联盟侧重于运动功能恢复,但系统依赖外部设备,便携性受限;
3.中国:凭借“北脑一号”的128通道柔性电极和中文语言解码独特性,在语言交互领域实现领跑。
值得关注的是,“北脑一号”是全球首个支持中文实时解码的无线全植入系统。
中文的复杂声调和字形对算法提出更高要求,而中国团队通过本土化模型攻克了这一难题,为全球超1.3亿汉语失语患者带来希望。
三、从实验室到生活:脑机接口将如何改变未来?
医疗领域的革命:
我国现有2750万脑疾病患者,脑卒中、渐冻症等疾病导致的运动或语言障碍亟待突破。
“北脑一号”的临床应用已证实,患者可通过意念控制机械臂抓取物体,或驱动电刺激装置促进肢体康复。
更令人振奋的是,失语者能直接以中文交流,这对心理重建意义重大。
技术演进方向:
1. 解码能力升级:从有限字集向开放字集扩展,未来或实现上万汉字的实时交互;
2. 多模态融合:结合视觉、触觉反馈,打造沉浸式交互体验;
3. 微型化与低成本:推动技术普惠,让更多患者负担得起。
伦理与挑战:
脑机接口的隐私安全、人机界限模糊等问题引发热议。
例如,信号是否可能被黑客劫持?意识上传是否触及人类本质?
各国正加速制定相关法规,中国《脑机接口创新发展行动方案(2025-2030年)》也强调技术标准与伦理框架并重。
“北脑一号”的诞生,不仅是技术的胜利,更是对人类尊严的守护。
它让失去声音的人重新“发声”,让瘫痪者重获行动自由。
未来,随着技术迭代与政策支持,脑机接口或将从医疗领域拓展至教育、娱乐甚至军事应用。
正如北京脑科学与类脑研究所所长罗敏敏所言:“这条‘信息高速公路’的终点,将是人类潜能的无限释放。”
或许不久的将来,我们只需一个意念,就能操控智能家居、驾驶汽车,甚至与AI直接对话——而这一切的起点,正始于今天“北脑一号”迈出的那一小步。