很多科幻电影的爱好者一定很早就了解到“脑机接口”这种“黑科技”。“脑机接口”这一话题在近年成为热点。那到底什么是脑机接口呢？

　　脑机接口简称“BCI”，Brain Computer Interface，最早来源于1973年，美国加州大学维达尔教授发表在《生物物理学与生物工程年度评论》上的一篇论文，在这篇学术论文中首次创造了“BCI”这个术语，他认为BCI是“大脑与外界直接进行信息通讯的方式”并搭建了世界上第一个非植入式脑机接口系统。

　　脑机接口技术的实现共包括下述四个主要因素：信号采集、信号或数据处理、设备输出以及操作协议；

　　① 信号采集是脑机接口系统所记录的大脑信号或信息的输入，将该信号进行数字化以便分析。

　　② 信号/数据处理是指将原始信息转换成有用的设备命令，包括特征提取（确定信号中有意义的变化）以及特征转换（将信号变化转换为设备命令）。

　　③ 设备输出是由脑机接口系统管理的命令或控制功能，可以是简单形式的基本文字处理和通信，也可以是更高级别的控制，例如驾驶轮椅或控制假肢。

　　④ 操作协议是指用户控制系统如何运行的方式，包括打开或关闭系统，提供何种反馈以及反馈的速度、系统执行命令的速度，以及在各种设备输出之间切换。

　　简单的来说，“脑机接口”可以将大脑中的神经元信号转换为能够在现实世界中移动物体的具有实际意义的指令，在医疗、军事、神经娱乐、认知训练、神经生物经济学等方面都有所应用。

　　脑机接口过于面向未来，现阶段面向大众的产品不多，在面向大众的产品的使用回访中，大众看到的更多是利大于弊，单凭这一点就足够吸引资本的涌入。

　　人类社会需要不断发展，在其他技术面临瓶颈之时，脑机接口技术蓬勃发展，未来欣欣向荣，无论是政府还是社会，都会不断增加研发资本。

　　试验阶段的脑机接口在医疗上确实解决了部分疾病病人的痛苦，让残障人士重归正常人的生活。

　　精神疾病目前的治疗手段有药物治疗和心理治疗，药物治疗副作用大，心理治疗因人而异效果有限，有脑机接口公司宣称在治疗精神疾病上效果明显。

　　全球人均知识水平的上升，让更多的人能够理解脑机接口的概念，在一定程度上也能提高大众对脑机接口发展的支持。

　　到2000年为止，Nicolelis的研究组成功实现了一个能够在夜猴操纵一个游戏杆来获取食物时重现其手臂运动的脑机接口。 这个脑机接口可以实时工作。它也可以通过因特网远程操控机械手臂。不过由于猴子本身不接受来自机械手臂的感觉反馈，这类脑机接口是开环的。Nicolelis小组后来的工作使用了恒河猴.

　　2002年，Jens Naumann成为了接受Dobelle的第二代皮层视觉假体植入的16位病人中的第一位。第二代皮层视觉假体的特点是能将光幻视更好地映射到视野，创建更稳定均一的视觉。其光幻视点阵覆盖的视野更大。接受植入后不久，Jens就可以自己在研究中心附近慢速驾车漫游。

　　2005年，Cyberkinetics公司获得美国FDA批准，在九位病人进行了第一期的运动皮层脑机接口临床试验。四肢瘫痪的Matt Nagle成为了第一位用侵入式脑机接口来控制机械臂的病人，他能够通过运动意图来完成机械臂控制、电脑光标控制等任务。其植入物位于前中回的运动皮层对应手臂和手部的区域。该植入称开云电竞官方网站为BrainGate，是包含96个电极的阵列。

　　2006年，美国Cyberkinetics公司开发的BrainGateTM获得了FDA的认证，并先后成功地在6名高位瘫痪的病人身上进行了临床实验。该系统可将从患者运动皮层神经元获得的电信号通过实时信号处理分析，转换成控制外部设备的指令，患者几乎无需训练就可以用意念移动屏幕上的光标或简单地控制假肢。

　　《柳叶刀》刊登了匹兹堡大学的研究成果，一位高位截瘫的女性志愿者仅凭借她大脑的“意念”控制床边的机械手臂成功将一块巧克力送到她自己的嘴里。

　　匹兹堡大学的研究团队进一步实现了对外部机械手臂包括肩、肘、腕和手指动作在内的10维度自由控制，是目前为止最为复杂的植入式脑机接口控制机械手臂展示。通过一段时间的训练，患者能够通过脑电，控制外部机械臂的空间三维运动，手腕三维旋转运动，以及手指的4个维度的自由运动。患者可以借由该技术完成自由抓握摆放在桌子上的物体并移动到指定位置。

　　同年，布朗大学的Donoghue研究团队也通过植入式脑机接口技术，实现了实时采集瘫痪病人大脑的信息，并控制三维空间的机械手臂完成自主喝咖啡的任务。

　　克利夫兰医学中心通过结合植入式脑机接口和上肢肌肉的功能电刺激技术成功使得一位高位截瘫志愿者利用自主的意识控制自身瘫痪手臂完成对水杯、勺子的抓握动作。研究人员在这位志愿者的大脑中植入了一个4×4mm、拥有100个微电极的犹他电极阵列来实时采集大脑的神经信号，然后经过计算机的分析，解读出与“意念”相关的神经信号编码特征。

　　来自美国巴特尔纪念研究所和俄亥俄州立大学的研究团队在Cell杂志上发表了最新的研究成果，该团队利用植入式脑机接口技术结合上肢皮肤表面的多通道阵列功能电刺激技术同时实现了对志愿者运动意念的解码和自身瘫痪上肢的抓握动作控制。在此基础上，研究团队进一步实现了对抓握部位和力量的反馈解码，使得瘫痪志愿者可以有效的控制自身抓握的力量。

　　随着脑机接口在技术上的不断突破，当前脑机接口正呈现出几个明显的发展趋势。

　　在去年12月份，就有多家脑机接口企业完成融资。2022年12月28日，脑虎科技NeuroXess完成数亿元人民币A轮融资。脑虎科技成立于2021年11月，是一家国内领先的通过柔性脑机接口技术来保护及探索大脑的生命科技公司。

　　脑虎科技聚焦最具想象空间的侵入式脑机接口设备研发。公司自主研发微创侵入式高通量柔性脑机接口技术，打破国外技术垄断，并在柔性电极、生物材料、芯片设计、核心算法、数字脑库、植入方式、临床应用及生态建设等多环节全面领先。

　　12月28日，脑机接口技术研发公司阶梯医疗宣布完成数亿元A轮融资。基于在超柔性神经界面领域的积累，阶梯医疗于2021年8月由脑机接口、神经科学领域的数名科学家联合创立。现阶段阶梯医疗的超柔性电极技术，已实现清醒猕猴在体长期埋植，针对多种神经系统疾病的临床科研试验也在推进中。

　　12月15日，脑机接口创企Synchron宣布完成7500万美元融资，投资者包括亚马逊创始人杰夫·贝索斯(Jeff Bezos)、微软联合创始人比尔·盖茨(Bill Gates)旗下投资公司。Synchron是埃隆·马斯克（Elon Musk）所创Neuralink的主要竞争对手之一。

　　Synchron专注于为瘫痪患者恢复某些机体功能，利用脑机接口(BCI)设备Synchron Switch，患者可以仅凭思维移动屏幕上的计算机光标。这种脑机接口设备可以在微创手术中通过颈静脉植入大脑运动皮层表面的血管，过程类似于插入冠状动脉支架。而Neuralink等公司使用的是侵入性更强的技术，包括穿透头骨。

　　Synchron的首席执行官Thomas Oxley表示：“永久植入式脑机接口产品的首次患者植入是脑机接口领域的一个重要里程碑，我们正在为美国500万瘫痪患者推进我们的解决方案。”

　　成立于2016年的Synchron过去几年不断取得突破。2016年，该公司使用其产品Stentrode制作了第一个来自羊血管内的血管ECoG的大脑记录；两年后，Synchron展示了如何通过血管实现局部的大脑刺激，而不需要开脑手术；2021年，该公司展示了两个植入支架的人类如何能够控制外部设备，仅通过使用他们的思想来开发电子邮件通信、短信以及网上银行。

　　二是脑机接口产品已经在人体试验中取得成功，预计接下将会有更多跨越性的突破。

　　2022年5月，Synchron在美国的一项临床试验，招收了第一位病人，经过试验成功，该公司的植入物有望获得监管部门批准，用于截瘫者和经历瘫痪的人的商业使用。

　　12月15日，脑机接口平台技术企业博睿康近日完成数亿元C轮融资。博睿康创始人兼CEO黄肖山表示，公司战略和核心思路始终明确，一是要将脑机的技术做强，提高脑机接口系统的信息传输率；二是提升技术的基础上，在多个场景里开展落地应用。

　　当前脑机接口的发展仍处于早期阶段，还有很多问题有待解决，不过可以看到过去这些年，国内外相关研究机构和企业不断取得突破，这些进展给脑机接口未来在更多领域实现应用带来了更大的可能性。在这样的背景下，资本疯狂进入该领域，而这将会给企业提供强大的发展动力，期待接下来脑机接口将会在企业和资本的共同努力下取得更大的突破。

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