脑机接口开启健康新纪元,融合科技与生命,引领十五五创新突破。
刘秀云

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加强原始创新和关键核心技术攻关。
——摘自“十五五”规划建议
人类大脑是一个神秘的宇宙。在这个重约1.4公斤的“小世界”里,藏着860亿个神经元,控制着人类的情绪、语言、运动,它是一台比任何超算都精密的“生物计算机”。科学家们长期以来致力于揭开它的奥秘,而脑机接口技术正是打开这扇大门的一把钥匙。
如何让大脑与外部设备联动起来,帮助人类实现“随心所动、心想事成”的梦想?脑机接口就是这样一项人机交互和人机混合的前沿技术。当大脑活动时,神经元放电形成脑电波,脑机接口则通过识别这些信号特征,直接读取大脑意图,从而实现人与机器或外部环境之间的无缝交互。这项技术不仅具有科幻色彩,更在医疗康复、神经调控等领域展现出巨大潜力。
科学技术的发展从来不是一蹴而就的爆发式跃进,而是需要长期积累、持续攻坚的过程。多年来,天津大学神经工程团队始终聚焦非侵入式脑机接口方向,坚持自主创新。2014年,他们成功研发出“神工”机器人系统,利用脑电信号控制机械臂,使部分肢体残疾患者重新获得抓握能力;2016年,其开发的在轨脑机交互系统进入太空,成为中国航天医学工程的重要突破,实现了极端环境下人机协同的新可能。这些成果的背后,是团队十余年如一日在神经信号解码、算法建模与硬件集成方面的扎实耕耘。
进入“十四五”时期,该团队进一步将研究重心转向脑疾病诊疗领域,探索脑机接口技术从功能修复向临床治疗延伸的可能性。如今,他们已构建起覆盖“诊断—监测—治疗—预测”全链条的大脑实时监测体系,真正实现了对大脑状态的动态“观景”。
其中,“神工—神光”无创颅内压监测技术,让医生无需开颅即可准确测量颅内压力,显著降低了传统穿刺带来的感染风险;“神工—神篙”结合脑脊液循环动力学与无创脑机接口,将脑积水的诊断时间从数天缩短至30分钟,极大提升了诊疗效率并减轻患者经济负担;“神工—神心”为抑郁症等精神类疾病提供了客观化的诊断依据,打破了以往依赖主观量表的局限;“神工—神耳”为人工耳蜗植入后的参数调校提供闭环反馈支持,提升听觉重建效果;“神工—神调”采用无创神经调控手段,在阿尔茨海默病、情绪障碍等疾病的干预中展现出了良好前景;而“神工—定海”系统则助力神经重症医生制定个性化治疗方案,有效降低术后并发症发生率。
值得注意的是,2025年对中国脑机接口技术发展而言具有里程碑意义。今年4月,全国首个脑机接口综合临床实验病区在天津正式成立,标志着该技术从实验室走向规范化临床应用迈出关键一步;8月,全球首个神经重症脑机接口多中心临床试验启动,意味着脑机接口不再局限于运动与认知功能的辅助修复,而是正式进军神经重症这一高风险、高挑战的全新领域。这是中国在该领域领跑全球的重要标志,也预示着未来更多危重神经系统疾病的治疗将迎来革命性变革。
从科研探索到临床落地,脑机接口正逐步走出“黑箱”,成为守护人民健康的重要工具。健康是每个老百姓最关心的大事,也是国家现代化进程中的基础支撑。当前,我国正全面推进“健康中国”战略,而脑机接口作为前沿科技与临床医学深度融合的典范,正在为这一目标注入强劲动能。
展望“十五五”,天津大学神经工程团队将继续围绕脑机接口技术开展体系化攻关,涵盖底层芯片与电极材料、核心算法优化、系统集成与平台建设等多个环节,推动形成自主可控的技术生态链。同时,团队也将加大高层次交叉学科人才培养力度,培育兼具医学、工程、信息科学背景的复合型人才,为我国脑科学与类脑智能发展积蓄力量。
脑机接口不仅是技术的突破,更是人文关怀的体现。它让无法言语的人“开口说话”,让瘫痪患者用意念操控机械臂进食,让深陷昏迷的病人有机会被“听见”。这种以科技之力唤醒生命尊严的努力,令人动容。我们有理由相信,随着政策支持力度加大、产学研协同深化,中国的脑机接口技术将在“十五五”期间实现更多从“0到1”的原创突破,真正走向世界舞台中央。
延伸阅读
脑机接口技术如何治疗脑疾病
神经系统相关疾病种类繁多,包括脑卒中、帕金森病、癫痫、抑郁症、阿尔茨海默病等,影响人群广泛,给家庭和社会带来沉重负担。然而,由于颅骨的物理屏障,大脑成为人体中最难被实时监测的器官之一;而血脑屏障的存在又使得大多数药物难以有效抵达病灶,导致治疗效果受限。总体来看,人类对许多脑疾病的发病机制仍知之甚少,诊断手段滞后,治疗方式也较为粗放。
脑机接口技术的出现,为破解这些难题提供了全新的路径。一方面,它可以充当大脑的“翻译官”,通过高精度采集和解码神经信号,实现对大脑活动的实时“监听”。例如,系统能够捕捉患者“想要抬手”或“想要说话”的微弱神经冲动,并将其转化为对外部设备的指令,驱动外骨骼、电脑光标甚至语音合成器,帮助患者完成基本生活动作或恢复交流能力。这对于重度瘫痪、闭锁综合征患者来说,无疑是重获尊严的关键一步。
另一方面,脑机接口还可作为“治疗控制器”,通过物理刺激手段绕过血脑屏障,实现对异常神经环路的精准调控。相比传统药物全身性作用带来的副作用,这种基于闭环反馈的神经调控更具靶向性和安全性。例如,通过实时监测大脑异常放电,系统可在癫痫发作前进行预警并施加干预;对于抑郁患者,则可通过调节特定脑区活动改善情绪状态。这种“诊断—调控”一体化的闭环模式,或将重塑未来脑疾病治疗范式。
《 人民日报 》( 2025年11月07日 07 版)