在人類文明的明东命题黎明時分，我們的人机祖先用粗糙的雙手敲擊石塊，迸發出第一簇智慧的器和火花。
今天，谐共踏入數字時代的存永大門，人類正用思維操控機器，明东命题開啟一場前所未有的人机認知革命。
2025年的器和春天，萬物積蓄力量，谐共等待綻放，存永新華網科技頻道探訪了天津大學腦機交互與人機共融海河實驗室。明东命题意念操控機械手指，人机將水杯緩緩送到嘴邊；意念打字、器和操控機械手指寫毛筆字，谐共甚至駕駛無人機、存永無人車……這些不再是科幻電影的橋段，而是這裏真實發生的日常。
腦機接口的革命性技術建立了連接大腦與外部設備的“神經高速公路”，正悄然改寫人類文明的進程。天津大學副校長、腦機交互與人機共融海河實驗室執行主任明東在接受新華網科技頻道專訪時表示，對於腦機接口技術而言，2025年是至關重要的一年。今年，該技術有望在很多醫療領域中為患者帶來切實幫助。而人工智能與腦機接口的發展是雙向賦能的過程，AI技術一定會加速腦機接口的發展，而腦機接口也會反向給予 AI 發展更多助力。
從“破牆而入”到“隔牆有耳”
據明東介紹，天津大學腦機交互與人機共融海河實驗室主要聚焦腦機接口新一代的、高性能的、未來的創新技術及落地應用。其中，尤其聚焦於無創腦機接口，擁有無創腦機交互關鍵核心技術，目前已形成從高性能的器件、芯片、算法、平台，到係統集成和關鍵的底座與應用於一體的全鏈條布局。
2023年5月，在第七屆世界智能大會上，腦機交互與人機共融海河實驗室發布了具有完全自主知識產權的超大指令集高速率非侵入式腦機接口係統。2025年2月，實驗室與清華大學集成電路學院合作，開發了基於憶阻器神經形態器件的新型無創演進腦機接口係統。
對於侵入式和非侵入式兩類腦機接口技術，明東進行了詳細講解。侵入式腦機接口通過有創的方式將功能器件放置於人體內，無論是頭皮下，還是顱骨下，也包括血管內，都需要產生某種創口置入人體內來監測人腦的各種信號。
明東說，“這是一種兵臨城下、破牆而入的監測方式，好處在於得到的信號質量優秀，不利之處則是生物相容性和安全性都存在一定的挑戰。一個功能器件植入人腦後，隨著時間的推移，是否能夠穩定監測到信號？是否能長時間工作並且不對人體造成額外傷害？大腦在不斷地排異，這些生物組織是否會對功能器件的性能有所影響？”
更為關鍵是，大腦約有860億個神經元，通過超過100萬億個突觸連接，對於這樣無時無刻不在活動的神經網絡，迫切需要全腦性監測。然而實際上，侵入式腦機接口技術要做到全腦性監測難度非常大。
與之相對的，是非侵入式腦機接口技術，其優點是無創、安全和更高的相容性，缺點也顯而易見，這是一種“隔牆有耳”的檢測方式，通過聲、光、電等各種途徑監測大腦發出的極微弱的信號，對工程的感知處理能力的要求非常高，需要通過更好的技術手段、更先進的感知技術和更優的解碼技術，抽絲剝繭地將微弱的信號解析出來。
“二者適合於不同場景，從適用人群來說，顯然非侵入式的無創方式適用於更廣泛的人群。”明東說。
他表示，目前從全球範圍看，我國的腦機接口技術研發和應用整體上處於第一方陣。不過，腦機接口的研究領域非常廣泛，包含不同賽道，很難脫離具體賽道和細分領域來評判技術優劣與領先程度，對於非侵入式腦機接口技術而言，我國基本上保持著與國際最先進水平同步的水準；而對於侵入式腦機接口技術，我們目前在一些關鍵器件上還有差距，但差距在快速縮小，我國的科研團隊在持續發力，在新的科研範式和創新研究領域競相布局。
從人工智能到人機智能
腦機接口一度承載了人們對賽博格的絕大部分想象。然而近年來，人工智能技術超乎預期地更加迅猛而來。
在明東看來，當下進入的並非單一的人工智能時代，而是一個人機智能的時代，即人和機器共存共榮的時代。
“人工智能不是孤立的，而是和人腦智能協同演進的。人工智能和人腦智能，或者說機器智能和生物智能之間，是互相啟發又互相作用，共同演進，共同推動著未來發展。”明東說。
具體而言，腦機接口是充分發揮人腦智能的形態，某種程度上是人腦智能的拓展。一方麵，目前人工智能的諸多算法已經應用到腦機接口的編解碼算法中，大幅提升了腦機接口的性能。另一方麵，腦機接口能夠解析到更多的大腦運作機製，這些也可以反饋到人工智能中。
事實上，人工智能的發展，與人類對大腦的研究和認知密不可分，人工智能背後的很多原理、機製，都是隨著人們對大腦工機製的研究而不斷被揭示的。因此，腦機接口和人工智能，二者之間是互相促進的關係。
對於人工智能與腦機接口技術的融合研究，腦機交互與人機共融海河實驗室已經做出了自己的嚐試與探索。
據明東介紹，人工智能技術已經在腦機接口研究團隊中發揮作用，無論是研究大腦與機器交互過程中的規律，還是腦機接口的具體應用，人工智能算法都已經開始進入到方方麵麵。
與此同時，實驗室也在布局一些未來研究方向，比如“片上腦機接口”，顧名思義上，就是在電極芯片上培養出來的“類腦組織”，這是腦機接口領域的重要新興分支。
“利用人源幹細胞在體外培養出人工大腦，人工眼球等器官，通過片上腦機接口的方法，利用生物技術和信息技術，融合人工智能算法，幫助生物組織更好地與外界機器進行聯合工作，這就是生物智能的體現。”明東說。
今年2月，腦機交互與人機共融海河實驗室與清華大學集成電路學院合作的雙環路腦接口研究取得新成果，利用機學習腦和腦學習機這兩個雙環路，提升腦機智能協同演進的效果，使腦機接口的係統性能隨著時間的推移不僅沒有衰減，而且得到部分提升，這個過程是人工智能和人腦智能協作的典型體現。
除了新奇感，更要看療效
近日，國家醫保局印發了《神經係統類醫療服務價格項目立項指南（試行）》，為腦機接口新技術前瞻性單獨立項。
“這件事情對推動未來腦機接口發展，特別是產業化的壯大具有至關重要的意義。”明東說。“這項政策的落地，推開了未來腦機接口進入產業的一扇重要的大門，就是臨床醫療。腦機接口要進入臨床，就離不開醫保的支持，前瞻性單獨立項是對腦機接口產業未來發展的重大利好。”
明東認為，腦機接口技術已經打開很多未來科室的大門，比如腦機接口和康複醫療的聯係最為緊密，特別是對一些運動功能障礙的患者，無論是侵入式還是非侵入式，通過腦機接口的幫助，能讓他們恢複部分運動能力，甚至讓重建運動功能成為可能。
在精神醫學方向，腦機接口在抑鬱症的診斷和治療領域已展現巨大潛力，無創腦機接口技術可以準確篩查抑鬱症患者的一些病況，並通過靶點反向幹預和治療。
在視覺和聽覺領域，例如青光眼的早診，人工耳蝸的升級，都能在腦機接口技術的賦能下產生更好的新產果。
在重症醫學領域，腦機接口也已進入手術室和ICU中，比如通過重症腦機接口，實現腦積水快速診斷和無創顱內壓精準監測。
……
近日，由天津大學腦機海河實驗室與天津市環湖醫院合作的全國首個腦機接口綜合臨床實驗病區，已在天津市環湖醫院天塔院區啟動建設。未來，該病區將體係化布局各類神經重症的腦機接口臨床綜合解決方案，涵蓋腦卒中、腦癱、帕金森、癲癇、腦積水、顱腦創傷、視聽障礙等重大疾病，為患者提供包括疾病篩查、精準治療、智能康複在內的全鏈條醫療服務。
明東預計，對腦機接口而言，2025年將是至關重要的一年。今年，腦機接口技術就有可能在很多醫療領域中，為患者帶來實實在在的幫助。特別是在一些篩查、幹預和輔助性係統中，腦機接口技術將會率先進入臨床中。在運動康複、精神醫學、重症醫學、視覺、聽覺等領域，相信很快都會有關鍵技術的突破和落地應用。
明東同時指出，由於腦機接口是一項全新的、甚至帶有科幻色彩的技術，很多人願意去體驗，但是從醫療的角度來說，光有新奇的體驗感是不夠的，現在需要做的是讓腦機接口技術能形成對比性優勢，即與此前的傳統治療手段相比，讓患者實際實實在在地受益，而絕非僅有新奇的體驗感。
“我們希望它帶來真真切切的臨床上的收益，這是腦機接口技術能否在醫療賽道上走得長遠的關鍵。”明東說，“未來，這項技術一定會在很多醫療領域起到重要作用，這些作用是我們之前的裝備、藥物和技術可能都無法實現的，這是科技向善的真正體現。”
政策是土壤，技術是種子
去年以來，全國各地出台了一係列政策支持腦機接口發展，這項頗具顛覆性和暢想力的未來技術，無疑正迎來政策紅利期。
對此，明東保持著科研人員應有的冷靜。他認為，腦機接口作為未來產業，離不開政策支持。但對於技術研發而言，政策隻是一方麵，關鍵是供給側的成熟，技術成熟後，政策才能發揮作用。“政策對推動產業發展來說更像是土壤，而技術本身是種子，種子如果不行的話，環境再好可能也無法長成參天大樹，所以關鍵還是是否有好種子，希望大家更關注到腦機接口技術本身。”
明東也不乏隱憂地指出，政策利好一旦出現，產業資本競相進入這一領域力爭有所發展，但實際上有些工作並不是真正的腦機接口，這會導致過度消費社會和民眾對腦機接口的信心，使產業存在泡沫化的風險。
在明東看來，產業發展的關鍵在於是否有好的技術，且能否找到適合技術落地的場景，“當下真正優秀的腦機接口企業還非常稀缺，大多都還在成長期，這是一個全新的賽道，需要小心翼翼維護社會各界對這一領域的信心。有了好的技術和場景，疊加好的政策，腦機接口產業未來發展的前景可期。讓我們一起期待，今年腦機接口技術落地應用的重要場景不斷湧現，引領未來幾年腦機接口進入規模級的井噴期。”他說。
未來的腦機接口究竟是什麽樣子？明東坦承，“其實我們也不知道，但可以確定的是，現階段可能隻是腦機接口的過渡態，終極的腦機接口形態尚未出現。”
他希望，這項技術能從現在的有創，到完全無創，再從無創到無感。“也許無感腦接口的實現，會成為腦機接口普及應用的前提，我們可以暢想的場景是，人們在幾乎沒有感覺的前提下，進行自然的人機交互，我們稱之為未來自然的腦機交互，到那時，腦機接口就會被更普遍的人群接受，真正造福大眾。”
而在此過程中，AI技術與腦機接口技術的發展，將實現雙向賦能。“AI一定會加速腦機接口的發展，腦機接口也會反向給予AI發展更多的助力。人工智能隻是智能科技的一種形態，人腦智能並不會在AI的衝擊下變得毫無意義，人和機器如何和諧共存是非常重要、甚至永恒的命題，人機混合智能形態將是未來人類社會發展的重要形態。”明東說。
