腦機接口（Brain-Computer Interface，BCI）是一種直接連接大腦與外部設備的技術，允許通過神經信號實現人機交互，無需依賴傳統的肌肉或語言指令。簡單來說，腦機接口就像是大腦和外部世界之間的“超級鏈接”。它讓我們能夠跳過軀體，直接用意念來操控那些曾經只能用手或語言控制的設備，不再需要繁瑣的操作和復雜的指令，只需一個念頭就能開啟全新的世界。
目前腦機接口技術通常根據“侵入性”被分為：非侵入式（腦外）、侵入式和半侵入式三大類。由于大腦的信息的收發是通過神經元來完成的，所以腦機接口需要通過“傳感器”來監聽神經元的活動，而傳感器（神經電極）距離神經元越近，信號的清晰度就會越高。因此，半侵入式和侵入式的腦機接口技術可以獲得更高清晰度的腦電信號，但是這類技術的門檻也相對較高。埃隆·馬斯克旗下的明星腦機接口公司Neuralink選擇的就是侵入式腦機接口技術。
雖然中國在半侵入式和侵入式腦機接口技術上起步相對較晚，但是近年來的發展卻是非常的快，近期國內的多個腦機接口技術團隊都成功取得了新的突破。
全鏈條自主可控！海南大學腦機接口專用芯片亮相
據海南大學生物醫學工程學院官方微信消息，4月13-18日舉行的第五屆中國國際消費品博覽會上，海南大學正式發布了自主研發的植入式腦機接口（BCI）核心技術與系列產品，包括全球領先的腦機接口專用芯片、神經信號采集系統、神經信號調控系統及神經元定位系統。
海南大學生物醫學工程學院表示，這一突破標志著我國在腦機接口領域實現全鏈條技術自主可控，為腦科學研究和醫療應用注入“中國芯”動力。
據介紹，海南大學腦機芯片神經工程團隊具有近二十年腦機接口芯片及系統研發經驗，圍繞侵入式腦機接口開發了多款核心芯片，包括：SX-R128S4高通量神經信號采集及刺激芯片，SX-S32高自由度神經調控芯片，以及SX-WD60低功耗無線傳輸芯片。
上述芯片實現了對腦機接口信號采集、調控、傳輸的全鏈路覆蓋，性能對標國際一線產品，已受到業內多家科研單位、企業高度認可。
團隊負責人表示：“專用芯片是腦機接口系統的核心，團隊一直專注芯片的開發迭代，始終堅持自主創新，芯片性能已達到國際先進水平。我們致力于讓科研成果走出實驗室，打破我國侵入式腦機接口芯片對進口的依賴，助力中國腦機接口產業騰飛。”
北腦一號完成首批無線人體全植入
此外，作為北京科研工作者自主研發的智能腦機系統，“北腦一號”近期也在北京大學第一醫院、首都醫科大學宣武醫院、首都醫科大學附屬北京天壇醫院，完成了國際首批柔性高通量半侵入式無線全植入腦機系統的人體植入，患者術后恢復良好，設備有效通道數98%以上。通過使用“北腦一號”智能腦機系統，癱瘓患者能夠隔空操控計算機、機械臂，甚至驅動肌肉刺激裝置，促進自身肢體運動功能逐漸康復。
半侵入式“北腦一號”和侵入式“北腦二號”兩套智能腦機系統，是由北京腦科學與類腦研究所，和其牽頭成立的北京芯智達神經技術有限公司共同研制的，均達到當今世界領先水平。3月20日，腦科所、芯智達和宣武醫院共同發布了全球首例無線植入式中文語言腦機接口，成功幫助因漸凍癥導致失語的患者重建交流能力的突破性成果。
據國家神經疾病醫學中心主任、宣武醫院院長趙國光教授介紹，本次臨床試驗的首位參與者是一名67歲的漸凍癥（ALS）患者。她于2023年在宣武醫院確診ALS，隨著疾病進展出現了極重度構音障礙，與外界的語言溝通極為受限。術前，趙國光教授團隊精確定位了患者的語言運動功能區，并于近日實施了全球首例無線植入式中文語言腦機接口手術。
在神經外科手術機器人輔助下，將“北腦一號”精準植入患者左側大腦控制語言運動的關鍵區域。手術采取半侵入腦機技術路徑，將128通道柔性高密度電極置于硬腦膜外，在最小創傷的前提下實現高質量神經信號采集；將硬幣大小的主控與信號傳輸裝置嵌入顱骨表面，通過無線近場通訊實現神經信號的高效傳輸與無線供電。術中測試及術后開機均顯示信號采集質量良好。
3月14日患者開始接受語言解碼訓練，信號采集良好，僅經過3小時的訓練，62個常用字詞實時解碼準確率已達34%。目前患者實時解碼準確率達52%，已能解碼出“我要喝水”“我要吃飯”“今天心情很好，我想和家人散步”這樣的語言。結合基于語言大模型的自適應糾錯算法實時優化，已具備簡單的語言交流能力，展現出顯著的語言恢復潛力。
今年2至3月，“北腦一號”還在北大第一醫院、天壇醫院相繼完成了國際首批柔性高通量半侵入式無線全植入腦機系統的人體植入，患者術后恢復良好，設備有效通道數98%以上。通過使用“北腦一號”，癱瘓患者能夠隔空操控計算機、機械臂，甚至驅動肌肉刺激裝置，促進自身肢體運動功能逐漸康復。同時，“北腦一號”是國際上首次實現失語患者語言解碼的無線全植入腦機系統，幫助患者重建交流的能力。
19歲右側額葉癲癇患者成功植入腦虎科技256通道柔性腦機接口
近日，另一家國產腦機接口技術廠商——腦虎科技聯合中國科學院上海微系統所團隊在復旦大學附屬華山醫院開展的高精度實時運動解碼臨床試驗再獲重要突破——一名19歲右側額葉癲癇患者成功植入腦虎科技自主研發的256通道柔性腦機接口（核心的電極、芯片等都是自研），術后患者恢復良好，兩日后順利進入臨床試驗。
通過累計19.87小時的Center-out、WebGrid等經典范式訓練，受試者實現了對經典游戲《吃豆人》《坦克大戰》和大型復雜游戲《王者榮耀》《黑神話：悟空》的精準腦控操作。
不僅如此，基于腦虎科技自主研發的XessOS腦機操作系統，受試者可通過意念流暢地上網和操作各種App（嗶哩嗶哩、小紅書等）、控制智能輪椅和智能家居設備（燈光、窗簾等），顯著提升運動功能障礙群體的自主生活能力。
據介紹，此次患者能夠實現對復雜游戲的精準腦控，主要得益于腦虎團隊基于256通道柔性腦機接口，通過采集局部場電位信號（LFP），將其與屏幕光標運動軌跡實時映射，形成視覺反饋閉環控制機制，進而通過XessOS腦機操作系統實現對外部設備的精準操控。
在訓練過程中，團隊采用經典的Center-out實驗范式校準解碼模型：通過位置—速度卡爾曼濾波算法，將256通道皮層腦電信號實時解碼為光標速度指令，使受試者快速掌握閉環神經光標的控制能力。
為進一步強化腦控能力，團隊又引入了WebGrid范式，要求受試者通過運動想象將光標移動至指定目標方格。通過逐步增加網格復雜度，受試者的腦電控制能力持續優化。
經過累計近20小時的訓練，受試者在增強型用戶界面下光標腦控性能達4.07比特/秒——這一性能已接近馬斯克Neuralink首個受試者Noland經過60小時訓練后，在增強型用戶界面下的性能。
值得一提的是，整個臨床試驗過程，受試者狀態良好，全程表現優異。試驗結束后，華山醫院醫生團隊借助腦虎科技自研的256通道柔性腦機接口精準定位癲癇病灶，成功實施病灶切除手術，使受試者運動功能區得以完整保護，恢復后的受試者未遺留任何功能障礙。
對此，腦虎科技CEO彭雷對受試者表示：“你是中國第一個實現百分之百腦控鼠標的年輕人。”
資料顯示，上海腦虎科技有限公司成立于2021年10月，是一家以柔性腦機接口去保護和探索大腦的生命科技公司。基于柔性電極系統方案的三大發展方向，上海腦虎科技就自主開發可臨床大面積推廣的高通量、低創傷、可長期在體的柔性腦機接口核心技術和包括電極、芯片、材料、封裝、植入一體化微系統整體解決方案。
