治療新時(shí)代
腦機接口是科幻作品里常見(jiàn)的場(chǎng)景。
現實(shí)中的腦機接口，一頭連著(zhù)你的大腦，從紛繁密集的神經(jīng)元電信號中提取你的想法，另一頭連著(zhù)計算機或機械等外部設備，直接繞過(guò)你的身體將想法變?yōu)榭刂菩盘柌⑦M(jìn)一步執行命令。它不需要依賴(lài)你四肢的外周神經(jīng)和肌肉系統就能直接建立大腦中樞和外部設備之間的直接信息交流。
馬斯克在2021年發(fā)布過(guò)一只做試驗的猴子。猴子通過(guò)意念操作，在電腦上打出一行字“我想吃點(diǎn)心”。這背后就是腦機接口技術(shù)在支撐。
而幫助殘疾人獲取聲音的人工耳蝸則是腦機接口迄今最成功、臨床應用最普及的技術(shù)。其原理是將聲音信號轉化成電信號直接傳輸給大腦，可幫助大量失聰者重新找回聲音和交流的能力。
電影里出現的人物如阿凡達或鋼鐵俠，都是通過(guò)腦機接口技術(shù)靈活操作肢體行動(dòng)，目前還無(wú)法實(shí)現，但卻充滿(mǎn)遐想。
人類(lèi)許多疾病，是由于大腦無(wú)法連接到身體周?chē)纳窠?jīng)，比如癲癇和帕金森氏癥，還包括脊髓神經(jīng)損傷后四肢癱瘓。而基于腦機接口，這些疾病有望得到改善。
當前藥物和手術(shù)等技術(shù)對于因卒中、ALS等引起的中樞神經(jīng)受損患者，缺少足夠的治療效果，患者長(cháng)期處于癱瘓等功能失常狀態(tài)，生活質(zhì)量差。
而腦機接口的技術(shù)突破了傳統機體組織修復的范圍，以人機方式實(shí)現了功能的替代，具有革命性的意義，并且也在一些個(gè)案上取得突破。
在這一邏輯下，市場(chǎng)難免充滿(mǎn)期待。
難在技術(shù)成熟
當然，難也就難在技術(shù)成熟。
“讓盲人看得見(jiàn)，讓癱瘓的人動(dòng)起來(lái)，讓聾人重新聽(tīng)見(jiàn)”已經(jīng)是一句流傳了25年的老話(huà)了。
目前的問(wèn)題是，恢復感官輸入（如視覺(jué)）涉及大腦中的電刺激，與僅記錄單細胞神經(jīng)活動(dòng)相比是完全不同的。目前，尚沒(méi)有任何證據表明目前的神經(jīng)植入物裝置可以以任何方式創(chuàng )建感官系統。
換句話(huà)說(shuō)，腦機接口技術(shù)作為一門(mén)新興的研究領(lǐng)域，發(fā)展仍在早期，涉及計算機科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、心理認知科學(xué)、生物醫學(xué)工程、數學(xué)、信號處理、臨床醫學(xué)、自動(dòng)控制等多個(gè)領(lǐng)域，仍有大量的問(wèn)題尚待解決。
比如，如何處理數量龐大且復雜的神經(jīng)元。
腦機接口可以有很多不同的種類(lèi)，用于提供多種功能。但所有研究腦機接口的科學(xué)家都在努力解決這兩個(gè)問(wèn)題：如何從大腦中輸出正確的信息？如何將正確的信息輸入到大腦？
這兩件事情一直在你的大腦自然地發(fā)生。你在看這句話(huà)時(shí)，你的眼睛正在做出一系列特定的水平動(dòng)作。這是大腦神經(jīng)元將信息輸出到一臺機器（你的雙眼），機器接收命令并作出響應。
輸入及輸出信息是大腦神經(jīng)元的工作。腦機接口要做的就是介入到這個(gè)過(guò)程當中。
這聽(tīng)起來(lái)并不難。但是，整個(gè)大腦皮質(zhì)的體積大約為50萬(wàn)立方毫米，在這個(gè)空間里大約有200億個(gè)神經(jīng)元細胞體。每立方毫米的皮質(zhì)平均含有約4萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元。但神經(jīng)元細胞體只是神經(jīng)元的一小部分結構。
除此之外，大腦中還有與神經(jīng)元數量差不多的膠質(zhì)細胞，以及血管。每立方毫米的皮質(zhì)里面的毛細血管加起來(lái)的總長(cháng)度可以達到一米。
而腦機接口的技術(shù)工程師如果要做到對于大腦信號進(jìn)行極為精準的捕捉或反饋，就需要在這一立方毫米區域里面捕捉特定的一些神經(jīng)元細胞體發(fā)出的信號，或刺激某些特定的細胞體發(fā)出工程師需要的信號。難度之高可見(jiàn)一斑。
對比非侵入式，侵入式腦機接口可以更好地接收神經(jīng)元信號，但需要電纜來(lái)傳輸大量數據。
此外，工程上更大的難度還包括成本控制，能否通過(guò)合理的流程和工藝來(lái)降低成本實(shí)現商業(yè)化。
再比如，關(guān)于腦機接口的摩爾定律。
根據統計數據顯示，以目前腦機接口技術(shù)以平均7.4年才能使可同時(shí)記錄的神經(jīng)元數量翻倍的速度計算，要達到同時(shí)記錄100萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元需要等到2100年，而要記錄人腦中的所有神經(jīng)元，則要等到2225年。
因此，腦機接口如何解決帶寬問(wèn)題也成為了學(xué)術(shù)研究、產(chǎn)業(yè)突破的關(guān)鍵點(diǎn)。
新一輪軍備競賽
不久前，北京、上海有關(guān)部門(mén)，都針對腦機接口推出了量化的發(fā)展目標。
比如《加快北京市腦機接口創(chuàng )新發(fā)展行動(dòng)方案（2025-2030年）》，計劃到2027年，培育3-5家具有核心競爭力的潛在獨角獸和獨角獸企業(yè)。《上海市腦機接口未來(lái)產(chǎn)業(yè)培育行動(dòng)方案（2025-2030年）》提出，2027年前，引育5家以上具有腦機接口核心技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)能力的自主創(chuàng )新企業(yè)、10家以上產(chǎn)業(yè)鏈骨干企業(yè)。
這些目標表面上看比較保守，但背后的邏輯正是在于，目前腦機接口技術(shù)仍有著(zhù)以上這些難以撼動(dòng)的技術(shù)難點(diǎn)，以及當然國內腦機接口的研發(fā)，相較海外仍有不小的追趕距離。
2月份，階梯醫療完成3.5億元人民幣B輪融資，這也是中國侵入式腦機接口行業(yè)歷史上最大的一筆融資。
根據介紹，階梯醫療開(kāi)發(fā)的超柔性腦機接口電極，其尺寸約為馬斯克旗下Neuralink產(chǎn)品的1/5，可以實(shí)現無(wú)免疫瘢痕的神經(jīng)電極界面，確保長(cháng)期穩定記錄。
然而，在臨床進(jìn)度方面，階梯醫療要落后Neuralink很多。其預計2025年完成3-4例臨床，而Neuralink去年已完成3例臨床。
當然，差距也意味著(zhù)進(jìn)步空間。并且，前述技術(shù)問(wèn)題，也正在被科學(xué)家和工程師們一一的攻克。在這場(chǎng)通往未來(lái)的競賽中，國內產(chǎn)業(yè)也不會(huì )落后，各地發(fā)布的行動(dòng)方案，相當于吹響了攻堅號角。
包括腦虎科技、美生醫療等企業(yè)，以及復旦大學(xué)附屬華山醫院等，近些年一直在緊鑼密鼓地開(kāi)展相關(guān)研究。日前，全球首批第4例、通過(guò)腦脊接口讓癱瘓者重新行走的臨床概念驗證手術(shù)在復旦大學(xué)附屬華山醫院成功實(shí)施。未來(lái)，腦脊接口技術(shù)有望實(shí)現產(chǎn)品化。
如今，無(wú)論是《提振消費專(zhuān)項行動(dòng)方案》專(zhuān)門(mén)將腦機接口納入高成長(cháng)性消費新賽道，還是《神經(jīng)系統類(lèi)醫療服務(wù)價(jià)格項目立項指南（試行）》的出臺，均體現了頂層對于這一產(chǎn)業(yè)的重視程度。
而這有望從標準和監管層面推動(dòng)腦機接口技術(shù)發(fā)展，助力打通技術(shù)創(chuàng )新向臨床治療轉化通道。尤其是進(jìn)一步提升市場(chǎng)信心，從而吸引各路資本投入到腦機接口領(lǐng)域，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
“奇點(diǎn)”不可知，但終將到來(lái)。
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