中国“脑计划”已全面展开 脑机接口未来已来
“十二五”以来，包含脑机接口技术在内的脑科学在我国国家规划中的地位越来越高，经历了从“划为基础科学前沿领域重点方向”到“大力推进技术研究”再到“加快促进产业化落地”的过程。
在过去的几年中，全球各地的人们都意识到了对大脑进行研究的重要性，例如欧洲、美国和日本都启动了对大脑进行研究的项目。
近日，专注于脑机接口技术的美国神经连接公司Neuralink联合创始人埃隆·马斯克宣布，公司正在寻求美国监管机构的批准，并计划在6个月内对公司研发的脑机芯片启动人体临床试验。
在Neuralink举办的技术展示活动上，马斯克展示了一段“意念打字”的视频，猴子通过屏幕和脑里植入的设备，来追踪屏幕上的移动光标，拼出了“Can I please have snacks”（我能吃点零食吗？）的英文短句，全程和键盘没有物理接触。马斯克称，这只连拼写都不会的猴子，在用它的意念移动光标。
听起来有点科幻，但事实上，植入式脑机接口已经有几十年研究史。不过脑机接口在中国虽然起步不久，但也同样取得显著成果。
我国脑机接口技术发展
未来脑机接口技术能帮助解决人类身体带来的种种限制，例如能够帮助四肢瘫痪的人使用手机，甚至包括再次行走。
比如著名科学家霍金在生命后半期所使用的语音辅助系统，就是一个典型脑机接口系统的成功案例。
而在今年6月份，我国自主研发的国内首例介入式脑机接口在北京成功完成动物试验。
据介绍，这次试验是国内首次在羊脑内实现介入式脑机接口，突破了介入式脑电电极、血管内脑电采集等核心技术，完成了支架、导管等神经介入器械产品研制，解决了传统侵入式脑机接口对脑区造成不可逆损伤的弊端，填补了国内介入式脑机接口领域空白。
此外还有在2020年，浙江大学研究团队已实现利用Utah阵列电极实现了高位截瘫患者用意念控制机械臂完成握手、饮水、进食等动作。
未来，可发展其成为超越智能手机的脑机接口智能终端，未来的人们得以通过意识操控周围的设备，并赋予超越常人的耐力、速度、精度和效率。
有专家指出，脑机接口这一科学领域尽管还面临技术、标准、监管和伦理等各方面的挑战，但脑机接口未来已来的现实无法改变。
脑科学与人工智能的交叉融合发展为机器智能与人类智慧的融合提供了可能，脑机接口技术在医疗场景中的应用还取决于科学家与企业家们在这一科技前沿领域的不断创新。
马斯克脑机接口的人体实验如获成功，将使得人类所有神经元与AI连接，从而为实现“全脑接口”这一目标又往前推进了一步，对于渐冻症、帕金森综合症、阿尔茨海默症等神经系统疾病患者来说，将带来很大助益。
我国脑机接口产业化发展
脑机接口指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，实现脑与设备的信息交换。
目前，脑机接口技术已经成为了全球各国科技竞争的战略高地之一;这项技术会在人与机器之间架起桥梁，并最终做到人与人之间、人与机器之间自由传输思想、下载思维，从而创造巨大的经济乃至社会的价值。
“十二五”以来，包含脑机接口技术在内的脑科学在我国国家规划中的地位越来越高，经历了从“划为基础科学前沿领域重点方向”到“大力推进技术研究”再到“加快促进产业化落地”的过程。
近十年来，科技部、国务院、工信部、教育部等多部门都陆续印发了支持、规范脑机接口行业的发展政策，内容涉及脑科学研究、脑机接口技术突破、脑机接口应用研究等内容。
2021年9月，科技部发布了《科技部关于发布科技创新2030—“脑科学与类脑研究”重大项目 2021年度项目申报指南的通知》，涉及59个研究领域和方向，国家拨款经费预计超过31.48亿元人民币，指南的发展标志着酝酿6年的中国脑计划项目正式启动。
根据指南内容，2021年度申请项目围绕脑认知原理解析、认知障碍相关重大脑疾病发病机理与干预技术、类脑计算与脑机智能技术及应用、儿童青少年脑智发育、技术平台建设5个方面。
其中类脑计算与脑机智能技术及应用领域研究内容包括新型无创脑机接口技术、柔性脑机接口、基于新型纳米器件的神经形态芯片、支持在线学习的类脑芯片架构、基于神经可塑性的脉冲网络模型与算法、面向运动和意识障碍康复的双向-闭环脑机接口等10个课题。
与此同时，我国有十余个省市出台了脑科学和脑机接口相关的政策，其中北京市和上海市相关政策最多，目前，两市都计划在突破脑机接口关键技术的基础上，实现脑机接口产业化应用。
如2021年8月发布的《北京市"十四五”时期高精尖产业发展规划》显示，脑科学与脑机接口领域聚焦认知科学、神经工程、生机交互、类脑智能理论与医学应用等，加快无创脑机接口方向创新成果在临床医学、航空航天、智慧生活领域的成果转化和产业应用。
再如2022年9月发布的《上海打造未来产业创新高地发展壮大未来产业集群行动方案》表示，加速非侵入式脑机接口技术、脑机融合技术、类脑芯片技术、大脑计算神经模型等领域突破。加强脑工程学、脑神经信息学、人工神经网络等基础研究。推动类脑芯片、类脑微纳光电器件、类脑计算机、神经接口、智能假体等研发创新。探索脑机接口技术在肢体运动障碍、慢性意识障碍、精神疾病等医疗康复领域的应用。
由于我国脑机接口行业目前还处于起步阶段，基础技术比较薄弱，“十四五”期间，我国大部分省份仍然将发展脑机接口和脑科学的重点放在基础研究和技术突破方面，未来，随着技术的逐渐成熟，脑机接口在医疗康复、虚拟现实等领域的产业化应用将成为行业发展的重点。
我国脑机接口产业面临挑战
环顾世界，脸书、谷歌、亚马逊等商业巨头都在积极布局脑机接口领域，成果不断涌现，并已形成较高的技术壁垒。
而中国脑机接口（尤其是植入式脑机接口）的关键器件和高端装备严重依赖进口，由于多种原因，系统级产品及核心器件供应受到不小影响，对中国脑科学研究、神经疾病患者治疗等均产生不同程度的影响。
对此，中国“脑计划”也即“脑科学与类脑研究”作为“科技创新2030重大项目”也于2021年全面启动。
随着该计划的推进，脑认知原理解析、认知障碍相关重大脑疾病发病机理与干预技术研究、类脑计算与脑机智能技术及应用、儿童青少年脑智发育研究、技术平台建设等都将取得不小的进展。其中，脑机接口作为底层核心技术，关乎中国“脑计划”几乎所有关键内容。
不过中国的脑机接口研发，仍然面临几大挑战：
一是安全性和有效性难以兼得，这一问题的待解限制了脑机接口技术的大范围运用。
二是脑机接口的有效带宽，即到底植入多少个电极足以基本涵盖大脑重要活动或满足特定功能需求，仍是一个未知数。
三是海量神经信号的处理仍是难题。
四是社会普遍关注的脑机安全与伦理风险。
脑机接口作为人与客观世界之间并非无懈可击的中介，也存在被对手入侵甚至接管的风险，这在客观上增加了人的决策的复杂性和不确定性，增加决策风险。
此外，脑机接口技术的最终出口必将是应用在人身上，而脑机接口要在人上开展临床试验，根据国家法律法规，必须先过临床伦理，未来的风险也尚未可知。
不夸张地说，脑机接口是下一个生命科学和信息技术交叉融合（BTIT）的主战场，代表了一种新兴的、具有潜在破坏性的技术领域。作为一个系统工程，脑机接口包括软硬多个组件，涉及微电子、神经科学、材料学、机器人、临床医学等多个学科，产学研医交叉融合、环环相扣。
在高端科技中，脑机接口是中国最有可能迎头赶上甚至“直线超车”的领域之一。目前来看，在脑机接口核心器件的设计方面，中国完全不落后于国外，而且其加工只涉及成熟的半导体工艺，这些核心加工技术均不面临被“卡脖子”的问题和风险。
因此，对于中国来说，推进脑机接口未来的发展，主要还是加快推进资源调配等问题，各环节协同合作，研制出全链条自主可控的脑机接口系统，为中国“脑计划”的全面开展和顺利推进提供解决方案。
责编：孙浪
监制：李红梅
文章参考：
1.《脑机接口未来已来》经济日报
2.《国内首例植入式脑机接口临床研究完成》人民日报
3.《2023年中国脑机接口市场竞争格局分析》前瞻产业研究院
4.《脑机接口：未来生命科学和信息技术交叉融合的主战场》光明日报
5.《如何看待中国脑机接口产业？》中新经纬
6.《中国“脑计划”纳入规划全面展开 坚持“一体两翼”》科技日报
7.《脑机技术专题研究报告：人机交互的新通路》国泰君安证券