如果说当今什么技术最接近科幻，那肯定非脑机接口莫属！
马斯克在今年年初的演讲中说道：“有了高带宽的脑机接口，我们可以顺风顺水，并有效地选择与人工智能融合”，将大脑连接到一个接口，这将在人脑中创造一个新的“超级智能”层，这是人们“已经通过手机拥有的东西”。最终，个体人的肉体终将逝去，但其意识将通过“脑机接口”上传到AI载体，实现“意识永生”。从这个思维角度看，Neuralink所进行的人类“脑机接口”试验，确实是在未来必将触及全人类每个个体的浩大工程。
科幻照进现实，人类真的有望借助脑机接口的技术打开人类“永生之门”么？
什么是脑机接口
脑机接口（Brain-Machine Interface，BMI；Brain Computer Interface，BCI），指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，实现脑与设备的信息交换。脑机接口是一种在脑与外部设备之间建立直接的通信渠道。其信号来自中枢神经系统，传播中不依赖于外周的神经与肌肉系统。常用于辅助、增强、修复人体的感觉–运动功能或提升人机交互能力。
典型脑机接口的高级透视图
目前脑机接口的主要用途包括辅助医疗、交互式娱乐、通信和控制系统等领域，它可以帮助残疾人士控制假肢、轮椅等设备，使他们能够更好的适应日常生活；也可以帮助人们进行虚拟显示游戏和训练，在教育和学习方面具有广阔的应用前景；还可以作为安全保卫通信系统的一种创新技术，用于私人信息保护等领域。
脑机接口的工作原理是将脑部神经信号采集并分析转换成特定的指令。这个过程涉及到多种技术，包括非侵入式的无限方式和侵入式的植入设备。其中，非侵入式的方式是通过在头皮上放置电极来采集脑电图（EEG）信号，然后使用算法对信号进行处理和解码。而侵入式的方式则会将电极或芯片植入到大脑中，直接采集神经元活动并转化成指令。
针对不同的细分场景，脑机接口应用也有所不同。例如，在医疗领域，它可以用于帮助残疾人士控制假肢、轮椅和其他设备，恢复行动能力；在娱乐领域，它可以用于虚拟显示游戏和训练；在安全保密通信方面，它可以用于身份识别和密码验证，脑机接口也可以用于辅助学习和提高工作效率等方面。
脑机接口的发展历程
脑机接口技术的发展历程可以追溯到20世纪60年代，当时科学家们开始尝试从脑电图信号中提取信息。
1960年代至1980年代：脑电图信号的提取
在20世纪60年代至80年代，科学家们主要致力于从脑电图信号中提取信息。脑电图是一种记录大脑活动的方法，它可以测量头皮上的电信号，反映大脑的电活动。当人脑产生思维或行动时，就会产生电信号，这些信号可以通过脑电图来记录和分析。科学家们通过分析脑电图信号，可以了解人的思维和行动的相关信息。
1980年代至1990年代：脑电图信号的应用
20世纪80年代至90年代，脑电图信号开始应用于一些临床治疗和研究领域。比如，一些医生利用脑电图信号来治疗癫痫病人，通过识别癫痫发作前的脑电图信号，预测癫痫发作的时间，从而给予治疗。此外，科学家们还开始探索如何通过脑电图信号来控制外部设备，比如机器手臂和轮椅。
1990年代至2000年代：脑机接口技术的萌芽
20世纪90年代至21世纪初，脑机接口技术开始萌芽。科学家们开始尝试将脑电图信号转化为计算机可识别的指令，从而实现人机交互。最早的脑机接口系统是由美国国防部高级研究计划局（DARPA）资助的项目，旨在帮助受伤的军人重新获得行动能力。
2000年代至今：脑机接口技术的快速发展
21世纪初至今，脑机接口技术得到了快速发展。科学家们研究了许多脑机接口技术，包括脑电图、功能磁共振成像、磁电图和脑内电极等。这些技术可以通过记录大脑的电信号、磁信号和神经元信号等，将人脑活动转化为计算机可识别的信号，实现人机交互。
在脑机接口技术的发展过程中，有一些关键突破：
1. 脑机接口控制外部设备
在20世纪90年代至21世纪初，科学家们开始探索如何通过脑电图信号来控制外部设备，最早的脑机接口系统是由美国国防部高级研究计划局（DARPA）资助的项目，旨在帮助受伤的军人重新获得行动能力。该项目的研究人员成功地将大脑信号转化为指令，通过一种机械手臂将这些指令转化为行动，使受伤的军人能够重新控制机械手臂。
2. 脑机接口实现手部运动的控制
在2000年代初期，科学家们开始尝试通过脑机接口技术来控制人类手部的运动。最早的实验是通过放置脑内电极来记录大脑信号，然后将这些信号转化为指令，控制机器手臂的运动。这些实验取得了成功，人类可以通过脑机接口技术控制机器手臂的运动。
3. 脑机接口实现语音控制
在2010年代初期，科学家们开始尝试通过脑机接口技术来实现语音控制。最早的实验是通过记录大脑信号来控制电脑的键盘输入，实现打字。这些实验的成功为实现语音控制提供了基础，后来科学家们开发出了更先进的技术，可以通过脑机接口来实现语音识别和语音合成。
4. 脑机接口实现移动控制
在2010年代后期，随着移动设备的普及，科学家们开始尝试通过脑机接口技术来实现移动控制。最早的实验是通过记录大脑信号来控制电动轮椅，使残疾人能够通过脑机接口来控制轮椅的移动。后来科学家们又研究了一些更先进的技术，可以通过脑机接口来实现智能手机和电脑的控制，使用户可以通过思维来操作这些设备。
对脑机接口的研究已持续了超过40年了。20世纪90年代中期以来，从实验中获得的此类知识显著增长。在多年来动物实验的实践基础上，应用于人体的早期植入设备被设计及制造出来，用于恢复损伤的听觉、视觉和肢体运动能力。研究的主线是大脑不同寻常的皮层可塑性，它与脑机接口相适应，可以像自然肢体那样控制植入的假肢。在当前所取得的技术与知识的进展之下，脑机接口研究的先驱者们可令人信服地尝试制造出增强人体功能的脑机接口，而不仅仅止于恢复人体的功能。这种技术在以前还只存在于科幻小说之中。
脑机接口最新进展
四肢瘫痪15年的患者老杨，通过脑电活动，用“意念”驱动戴着气动手套的手，将桌上一瓶矿泉水缓缓递到嘴边。用“意念”控制“动作”，这一场景并非科幻电影片段，而是记者在2024中关村论坛年会上看到的脑机接口技术应用的创新成果。该项目由首都医科大学宣武医院赵国光团队与清华大学医学院洪波团队合作，通过将自主研发的两枚硬币大小的脑机接口处理器植入患者颅骨中，接收脑电信号，再将其“解码”成计算机语言，最终转化为驱动程序。
首都医科大学宣武医院赵国光团队正在进行NEO植入手术
今年以来，国内外在脑机接口临床试验方面进展频频，除上文提到的案例外，年初由埃隆·马斯克创立的美国神经连接公司（Neuralink）展示了首例脑机接口植入患者用意念下棋、玩游戏的视频。
这让人们对脑机接口的未来充满期待，甚至认为读心术、数字永生之类的科幻场景很快就会化作现实。关于这点，作为脑机接口领域的专家洪波在接受媒体采访时表示：脑机接口应用于临床才刚起步，还有大量基础神经科学、临床研究，以及与之相关的工程技术问题有待解决。而且关于脑相关技术的应用，还涉及诸多伦理问题。
脑机接口的每一步前行，都会伴随安全和伦理问题。就拿Neuralink首例植入脑机接口的临床病例来说，公众的关注点大都集中在他用意念精准控制鼠标玩游戏，但业内更关注的是其植入器件的长期在体安全性。目前，植入仅两个月左右还无法说明问题，至少需要一年以上，才能观察电极是否对脑组织有影响、脑电信号的采集或传递是否依旧灵敏。
洪波在谈到脑机接口的未来时，提到无论是神经科学还是生物材料、电子器件、人工智能方面的基础研究，都是脑机接口发展的基石，决定着这个领域能升到多高、走到多远。国际上，有不少大学和科研机构从基础研究做起，已有了几十年的学术积累，例如美国的斯坦福大学、布朗大学、匹兹堡大学等，他们在大脑运动控制解码上已做到非常领先的水平。
同时，在产业领域，除了目前大家熟知的Neuralink，还有Synchron、BrainGate等一批高水平的科技企业。2001年成立的BrainGate就是一家泰斗级的脑机接口公司，目前已获得FDA的脑机接口技术人体试验研究设备豁免。去年，它还发布了植入神经接口系统临床试验的安全记录结果，以证实其神经接口系统的安全性可与其他长期植入医疗设备相媲美。
在资本的驱动下，各种创新资源和要素会加速集聚。目前脑机接口的发展已非常明确地向临床应用聚焦，尽管现在全球接受脑机接口植入的病例不过几十例，但在可预见的将来受试人群会加速增长。
虽然现在脑机接口技术还在聚焦临床应用，但，在未来，凭着人类的智慧，对美好生活的向往，科学技术水平的不断突破，科幻中的“永生之门”真的有可能向人类打开。
