从科幻走向现实脑机接口技术帮助患者“接”入未来

脑机接口，这个多年前只存在于科幻电影中的概念，到底是什么？

人类的大脑中有近千亿个神经细胞，被称作为神经元，每一个神经元都通过突触与其他成百上千个神经元进行交流，它们之间传递着微弱的电信号。随着大脑中神经元活动的变化，这些信号还会出现周期性的波动。脑机接口技术就是通过捕捉大脑产生的脑电信号，将其转化为机器可理解的指令，可以实现大脑与外部设备的直接交互。

在科研领域，脑机接口技术可以帮助神经科学家更深入地理解大脑的工作机制；在交互领域，脑机接口为行动受限者提供了操控外部设备的全新可能；未来，它还可能在教育、智能家居甚至人类能力增强等方面发挥作用。而眼下，它最迫切、最可落地的方向之一，是为那些因神经损伤而失去运动功能的患者，重建一条与外界沟通的通道。

2025年6月，脊髓损伤的患者老徐经过临床试验筛选，接受了植入手术。一枚硬币大小的植入体嵌入老徐的颅骨内、硬脑膜外。植入体上的8个柔性电极将采集到的脑电信号实时传输给外部计算机，系统中的解码软件精准地分析并“翻译”出老徐的运动意图，然后将解码后的指令通过无线方式发送到老徐佩戴的气动手套上，驱动手套完成抓握动作。

目前，能够接受这项手术的患者，必须经过严格筛选——特定的脊髓损伤节段、稳定的病程、尚存的上肢运动意图信号、良好的身体状况和坚定的康复意愿，缺一不可。即便是老徐这样恢复良好的患者，他所获得的功能改善也主要集中在手部抓握这一单一动作上。

2026年3月，国家药监局批准了这款侵入式脑机接口医疗器械的上市。它为此类技术的临床推广提供了重要参照，但这只是一个开始——技术的成熟、适应证的拓展、成本的下降，都还有很长的路要走。

对于那些损伤更为严重、需要更高精度信号解码的患者，现有的技术是否还有进一步突破的可能？为了获取更高质量的信号，帮助更复杂的病例实现功能重建，科学家们正在尝试将电极向大脑更深处推进。

邓老师原本是一名美术老师，一次意外导致了下肢瘫痪，双手自主活动能力几乎丧失。为了能够再次拿起画笔，他决定入组一项新的临床试验。

与老徐的手术中电极被置于大脑硬膜外不同，这一次，64通道的柔性超薄电极穿过了大脑硬膜，直接贴附在邓老师大脑的运动区皮层上，电池也植入了他的胸部皮下。正是这种硬膜下方案带来的高信号质量，让邓老师——一位手部功能完全丧失的患者——实现了单手指级精细解码。

手术植入后，邓老师接受了渐进式训练，能够熟练操控光标后，邓老师就可以实现脑控各种数字设备。随后，通过脑控外骨骼，邓老师可以带动自己的手完成相应动作。这款脑机接口在帮助邓老师进行运动功能重建的同时，也为他重建了一条与数字世界自由交互的通道。如今他仅凭意念就能控制电脑光标，完成浏览网页、在线购物等日常操作。

对于重度瘫痪、需要稳定精细控制的患者，植入式脑机接口因为更接近大脑信号源，能够获得质量更高、更稳定的神经信号。但在现实临床中，并不是每一位患者都适合接受植入手术。那么，对于那些仍保留部分功能、处在康复训练阶段，或者暂时不具备手术条件的患者，脑机接口技术是否还能带来其他可能呢？

小陈因突发脑出血导致左侧肢体完全偏瘫。两年前，小陈开始尝试在一套非侵入式脑机接口康复系统的帮助下进行康复训练。

这套非侵入式脑机接口系统目前已通过国家二类医疗器械注册并正式投入临床应用。在康复科医生看来，这套设备所提供的，远不只是简单的肢体运动训练，而是一种能够深度调动患者主动参与的训练模式——而这正是神经重塑的关键。

在长达两年数百次高度专注的训练后，从最初需要依靠外骨骼机械手被动带动，如今小陈的患侧手已能缓慢抓握简单物体。

与需要开颅植入电极的侵入式方案不同，非侵入式脑机接口不会对患者带来任何创伤，但也正因如此，脑电信号要穿透颅骨和头皮才能被捕捉，它衰减严重、噪声混杂，对算法提出了极高的要求。非侵入式脑机接口技术在医院的实际落地并非一蹴而就。设备的信号质量、算法的适配性、患者对训练的理解和执行程度，每一个环节都需要临床医生与研发团队在一次次磨合中不断校准方向。

从侵入式到非侵入式，不同技术路径的脑机接口正在为不同的患者带去希望。然而，无论是哪种路线，所有的技术都绕不开同一个根本性的问题:我们到底对大脑了解多少？

科学家们意识到，目前所能捕捉到的脑电信号，仍只是大脑复杂活动的粗略回响。也正是因为人类对大脑的认识还只是冰山一角，脑机接口技术目前所能读取和解读的，也主要局限于运动、语言等相对表层的功能信号。公众所担心的“读心”——读取记忆、窃取思维、控制意念——在现有技术条件下还远未成为现实。

然而，人的脑电信号毕竟是最个人化的数据之一，它比指纹更私密，比面容更多变。即便现在的解码能力还很有限，从大脑中直接提取电信号这件事本身，已经足以引起人们对数据安全的关注。而随着技术的发展，当脑机接口能够解码更多、更复杂的意图时，这些从大脑皮层流出的信号，就更需要一道严格的防线。

为了在保护隐私的前提下最大化数据的科研价值，华山医院牵头联合全国十几家顶尖医院，建立了一个脑电数据联盟，它的运行遵循着一套严格的规则——“可用不可拿”。

为获取更清晰的信号，科学家们向大脑更深处探索；而为了让更多无法开颅的患者也能受益，非侵入式技术则在更安全的路径上不断优化算法。这两条路径并非彼此孤立，而是在共同推动同一个目标:帮助那些因神经损伤而失去功能的人，重新建立与世界的连接。在这个领域，中国庞大而集中的临床资源，以及产学研医高效协同的体系，正在为创新提供独特的加速度。

面对有限的已知和广阔的未知，神经科学家与神经外科医生的探索仍在持续。对于众多曾经沉默的患者而言，这项技术正带来改变的可能。而对于关于大脑这座迷宫，人类目前所了解的或许仍只是有限的一部分，但只要探索仍在推进，前行的方向就会继续延伸。