能讓高位截癱患者握筆寫字 中國「腦機介面」搶先商業化
一個頸部以下癱瘓的患者,大腦中被植入一枚硬幣大小的晶片後,重新拿起了筆。這不是科幻電影裡的片段,而是一個被中美媒體都廣為報道過的真實案例。2024年11月,因車禍高位截癱的36歲患者董輝接受腦部手術,醫生在他顱內放入一枚硬幣大小的無線植入體。
原本頸部以下動不了的他,透過訓練重新完成了抓握、書寫等動作,成為中國腦機介面技術從臨床試驗走向真實應用的代表案例之一。
腦機介面(BCI,Brain-Computer Interface)的概念,最早可追溯至1973年。當時,美國科學家提出一個前瞻性設想:能否利用大腦產生的電信號作為電腦輸入,繞過肌肉和外周神經,實現大腦與電腦之間的直接通信?
這一設想在數十年裡不斷演進,逐漸從實驗室走向手術台。到今天,腦機介面已能協助癱瘓患者控制游標、機械臂、機器人手套,乃至嘗試重建語言溝通和輔助恢復運動功能。
腦機科學家、國際同行評審期刊《認知神經動力學》(Cognitive Neurodynamics)副主編馮超接受《聯合早報》採訪時形容,腦機介面就是「未來連接碳基生物和矽基生物的橋樑」。
不過,人的大腦極其複雜、柔軟而脆弱,如何在減少對腦組織損傷情況下捕捉神經信號,是腦機介面技術發展的核心難題。
基於電極與腦組織接觸深度的不同,腦機介面的發展分為非侵入式、半侵入式和侵入式等技術路線。
馮超說,非侵入式在頭皮外設備採集腦電信號,安全性較高,但信號精度相對有限;侵入式則透過手術將電極置於顱內,甚至植入腦組織內部,以獲得更高品質的神經信號,但手術風險大,長期穩定性和倫理要求也更高。
半侵入式則介於兩者之間,通常需要透過手術將電極放置在顱骨內、硬腦膜外,不穿透硬腦膜,也不進入腦實質。董輝接受的正是這類手術。患者運動意圖或想像動作時產生的腦信號,被解碼為外部設備可識別的指令,再帶動氣動手套完成相應動作。
截至去年底,包括董輝在內,在中國已有32位頸部脊髓受損患者接受這一半侵入式的腦機手術。這套名為「NEO」的系統,由腦機介面初創企業博睿康和清華大學共同研發。今年3月,中國國家藥監局批准相關產品上市。
它的獲批,標誌著中國腦機介面產業的提速。去年,中國工信部為腦機介面定下「2027年關鍵技術取得突破、2030年產業創新能力顯著提升」的時間表,今年兩會(全國人大、政協年會),中國首次把發展腦機介面寫入政府工作報告,明確為培育發展的未來產業。
強烈政策信號帶動下,相關企業融資加速。博睿康2月辦理上市輔導備案,6月9日輔導完成。以非侵入式方式控制假肢的強腦科技,今年1月也以保密形式向港交所遞交上市申請,兩家公司爭奪「腦機介面第一股」。
據《上海證券報》,今年前五個月,腦機介面融資超33宗,總額突破46億元人民幣,超過2025年全年。
中美技術路線偏好不同
在外界看來,儘管中國在腦機介面領域起步較晚,但正在快速追趕美國。科技雜誌《連線》(Wired)和《麻省理工技術評論》都以博睿康的NEO系統獲批進入市場為例指出,中國通過「半侵入式的折中方法」,在商業應用上走得比美國更快。美國目前還沒有同類植入式腦機介面產品,獲准商業化用於患者治療。
但報道也指出,在獲取更精準信號、更大膽的侵入式技術路線上,美國仍然領先。
馮超認為,中美在腦機介面上的技術偏好存在差異,但不能簡單概括為「美國做侵入式、中國做非侵入式」。
「更準確地講,美國當前更偏向追求『性能上限』,也就是希望通過植入式腦機介面,儘快實現更高精度、更高頻寬的人機控制,重點解決癱瘓患者交流、控制機械臂等高難度問題。中國則多線並行,既推進侵入式,也重視非侵入式和半侵入式,因為中國更關注怎麼讓技術儘快進入醫療、康復、工業、教育和消費場景,形成真正可落地的產業。」
他形容,美國在衝擊腦機介面的「天花板」,中國更像是在鋪設腦機介面的「地板」和「路網」。未來真正成熟的行業格局,很可能不是只走一條路,而是侵入式負責突破上限,非侵入式負責擴大規模,半侵入式負責尋找中間平衡。
美國喬治城大學醫學中心神經科學教授、神經工程中心聯席主任里森胡伯(Max Riesenhuber)對《聯合早報》說,理論上,電極越深入大腦,得到的信號就越好,風險也更高。「但問題在於,得到信號做什麼?NEO就是拿到合適的信號,憑藉低風險性,率先獲批用於癱瘓治療。」
里森胡伯說:「與美國相比,中國的優勢在於能以自上而下的方式,把這些環節放到同一計畫裡推進,直到達成目標。」
他說,這種集中的決策對腦機介面發展格外重要,因為「腦機介面不是單項技術突破,是需要神經科學、工程、臨床、監管和醫保支付共同配合的系統工程」。
此外,他也提到,中國擁有更大的患者基數,對政府支援領域有更高信任度,也有助於企業更快招募受試者積累資料,改進並加速實際應用。
更大想像空間在戰略應用
支撐腦機介面技術前景的除了醫療,還有抗抑鬱、睡眠調節、情緒管理等更多場景。里森胡伯也特別提到軍事和高危環境作業的潛在場景。
他說,腦機介面的軍事意義不在於科幻式「讀心」,而在於與人工智能(AI)結合後增強人機協作,包括監測人員注意力、輔助識別目標,甚至讓人遠端操控機器人或外骨骼。 「這些戰略應用關乎最終可以將人類大腦的潛力應用到哪一步。」
但學者和業者都提醒,戰略潛力和資本熱潮也需要冷靜思考。
一方面,腦機介面面對的是人類最複雜也最敏感的器官,長期安全性、資料隱私和倫理邊界仍待觀察與探討;資本湧入也可能帶來投資浪費、概念包裝。
另一方面,除了醫療之外,腦機介面還沒有產生大規模的消費級應用。原北京三甲醫院睡眠醫學專家、腦機介面創業者孔祥受訪時說,腦機介面要從狀態識別走向更廣泛應用,關鍵在於與不同產業和具體場景深度融合。
孔祥說,腦機介面未來的真正價值,不僅是「讀腦」,更在於「寫腦」,要讓腦機介面實現更全面的應用,還需要與不同產業和具體場景深度融合。
他說,以非侵入式腦機干預焦慮壓力型失眠為例,難點並不在腦電信號的採集和解碼,而是讓信號成為驅動產品的「指揮棒」,通過即時腦電波監測,個性化生成閉環神經調控方案,智慧動態即時調整,並長期優化個性化方案,真正實現千人千面、乃至一人千面的目標。
里森胡伯也說,就像AI早期發展一樣,腦接機口接下來要回答的,不只是技術能做到什麼,而是哪些應用真正有價值。這場中美競賽最終比拼的,或許正是誰能率先找到足夠明確、足夠真實的應用場景,讓這項技術真正從實驗室走向真實世界。
本文獲《聯合早報》授權刊載。