从实验室到临床,浙江走了20年——脑机接口,科幻怎样照进现实

从实验室到临床,浙江走了20年——脑机接口,科幻怎样照进现实

在第五届全球数字贸易博览会上,观众戴上燃元科技的非侵入式脑机接口设备,用“意念”完成抓取。 记者 董旭明 摄

选手靠意念在屏幕上打字,无人机在脑电波指挥下起飞、盘旋……正在杭州举办的第五届全球数字贸易博览会上,2026全球脑机接口*医保创新场景大赛备受瞩目。这是国内首个聚焦脑机接口与医保创新场景应用的国家级赛事,海内外400多支参赛团队比拼谁的机器更听大脑的话。赛事也让公众直观感受到了“意念控制”从实验室走向临床的突破。

脑机接口,指的是在大脑和机器之间搭建链接:人一动念头,大脑产生脑电波,电极获取信号,系统将其翻译成指令,机器照着做。102年前,人类第一次记录到脑电波。此后,人脑与机器的互动常出现在科幻作品中。

如今,随着越来越多的脑机接口应用开始走出实验室,人们不禁要问,这项技术何时能真正地惠及更多人群?

重新连接 让“想”和“动”尽可能同步

两年前,60岁的桐乡人老黄因一场意外导致脊髓受损、身体瘫痪。他脑子很清楚,但吃喝拉撒都要家人协助。

浙江省人民医院神经外科副主任高法梁分析,大脑运动皮层的信号需顺着脊髓传到四肢。老黄脊髓受伤,信号传输不过去,普通康复手段不会起效。

今年8月,老黄在该科室接受了全省首例全植入全无线脑机接口手术。团队把3个电极埋进老黄颅内运动皮层下5毫米,芯片固定在颅骨上,把采集到的“想动”信号翻译成指令,无线传给机械手,替身体执行相应动作。

9月21日,设备开机,老黄通过“想伸手”的念头,使唤床边的机械手,尝试把一杯水端到嘴边——平常人触手可及的动作,老黄还需要几周的训练才能更丝滑。

脑机接口在老黄颅骨内架起了一座通往外界的“桥”。而刘光维的“桥”,则贴在胳膊上。

10年前,46岁的重庆人刘光维在送货途中突发脑卒中,右臂从此抬不过肩,连穿衣服都困难。去年,他看到杭州企业博灵脑机招募居家康复志愿者的消息,便报了名。

刘光维的治疗方案不动刀、不开颅,只需将一条信号采集手环贴在右侧手臂上,捕捉皮肤下残存的神经电信号。“中风病人的大脑还能发指令,只是信号太弱,驱动不了肌肉。手环能识别出他想做什么,再由气动手套帮助他完成动作。”博灵脑机董事长马三光告诉记者。

在这套设备的帮助下,刘光维每天练习举手、抓握等动作。起初,他的手臂只能抬起二三十度的角度,后来慢慢可以举过头顶、拎起整箱水,甚至能给自己穿衣服了。

老黄与刘光维的经历,分别代表了当下脑机接口的两条主要技术路径:侵入式和非侵入式。侵入式要开颅,将电极植入脑内直接采集神经信号,优点是信号更清晰,但要面对手术风险以及长期供电等问题;非侵入式则通过特制帽子等设备在头皮或肢体外采集信号,优点是安全便捷,但隔着颅骨和皮肤,信号更易受干扰。

马三光打了个比方,侵入式像坐进会议室听会;非侵入式则像站在会议室的玻璃门外听,真正的难点是不仅要“听到”还要“听懂”。

技术路径不同,但思路一致:让大脑神经与身体某处中断的连接重新连上,或由机械手等外部设备辅助完成动作。

高法梁告诉记者,过去的康复训练,更多是依靠器械带着肢体被动运动,大脑参与有限。如今,脑机接口让“想”和“动”尽可能同步,在一次次循环中重新强化神经连接,这成为康复治疗的新思路。

这些病例能在浙江落地,源于浙江医院与企业产学研用融合的深化。技术走出实验室,半小时车程内就能找到承接它的病房,这样的临床探索密度在全国并不多见。浙大一院神经内科,正在推进针对慢性失眠的无创脑机接口治疗临床试验。浙大二院神经内科开展的无创脑机接口研究中,17名帕金森病患者的运动功能评分平均改善达三成。浙江省人民医院脑机接口与神经调控评估门诊,每月有四五十名偏瘫、截瘫、意识障碍患者前来评估。

很多曾经无法治疗的病例,开始有了新的解决方案。

大脑“远征” 在实验室里“能”只是第一步

脑机接口技术从科研进入临床,并不是一蹴而就的。

1969年,美国科学家费茨用电极和示波器记录猴子的神经放电,开展了早期脑机接口实验。此后的半个多世纪里,脑机接口不断走向现实:2014年,巴西瘫痪者用意念开出了世界杯的第一脚球;马斯克旗下脑机接口公司Neuralink的人脑芯片临床试验,屡屡引发全球关注。

浙江大学是国内较早开展侵入式脑机接口研究的单位之一。2006年,研究团队将电极植入一只大鼠的脑部,让它按人的指令行走,这是浙江首个脑机接口实验;2012年,猴子“建辉”用意念驱动机械手;2014年,癫痫患者用机械手完成石头剪刀布;2019年,72岁的退休教师张先生成为国内首例植入式临床研究受试者,次年可以用意念喝到饮料,至今仍是全球最高龄的植入式受试者之一。

在实验室里证明“能”只是第一步。只有转化链路畅通,才能推动它走进临床医疗、健康康复的更多场景。

盲人灵灵在暖芯迦脑机接口的帮助下写下“中国” 采访对象供图

浙江的脑机接口相关企业,纷纷在不同细分领域拿出了产品与研究成果。温州瑞安人杨佳威,2014年创办杭州暖芯迦电子科技有限公司,花费12年“磨”出一枚3毫米见方、拥有320个通道的视网膜芯片。今年6月,芯片帮助失明近20年的灵灵(化名)辨认出字母。李方平创办的诺尔康主攻人工耳蜗,已经让近3万名听障者重新听见;神踪科技深耕智能脑机睡眠监测领域,相关产品已服务全国1000余家医院的患者。程天科技研发的外骨骼,让截瘫患者用意念控制外骨骼迈步。强脑科技研发的智能仿生手点燃了杭州亚残运会的主火炬。从浙大实验室走出来的企业青石永隽,则把目光投向难治性抑郁症,正在推进临床试验……

程天科技脑机接口康复外骨骼帮病人康复训练 采访对象供图

在临床一线,每一台“全国首例”手术背后,都是医院和研发机构、企业的合力推进。

青石永隽的抑郁症临床试验,从浙大一院精神卫生科招募病人,神经外科医生主刀植入电极,企业工程师参与调试设备,三方合力才完成一次临床应用。

今年4月,12岁的俄罗斯女孩Vera飞了6000多公里来到浙大二院,接受闭环脊髓神经接口植入手术,3个月后已能扶着助行器自主迈步。9月,浙大二院成立脑科学创新研究院,中国科学院院士段树民全职加盟并出任院长,脑机接口临床转化被列为主攻方向之一。

浙大二院医生在Vera的脊髓背侧植入刺激电极 采访对象供图

前沿技术研发和落地的周期长、投入大,政府的政策支持成为重要支撑。

脑机接口被列为“十五五”重点培育的未来产业之一,七部门联合出台实施意见。国家医保局为脑机接口技术单独立项,并完成首款侵入式产品的医保编码赋码。在浙江,非侵入式脑机接口适配费已经定价,每次不到1000元;省残联辅具补贴目录新增“非侵入式脑机接口训练器”,符合条件的残疾儿童每人最高可获1500元补贴。

浙江各级各地也正在积极培育脑机接口产业生态。今年初,脑机接口被写入了浙江省政府工作报告。今年8月,省政府办公厅印发《关于推进脑机接口产学研联动的若干措施》(以下简称《若干措施》),明确省重大科技专项单个项目最高补助1000万元,并提出到2027年全省脑机接口相关产业营收超过50亿元的目标。科创企业聚集的杭州市,去年底推出14条措施,单个产业化项目最高可获5000万元。余杭、滨江等区也出台了配套措施。除了杭州,宁波聚焦新型材料研发制造、温州侧重临床应用示范、嘉兴主攻关键零部件制造、绍兴布局芯片先进制造及封装测试,《若干措施》中布局的“一核四基地”各就其位。

目前,中国脑机接口核心企业已突破200家,约七成集中在北京、广东、浙江、上海、江苏五省市;浙江以2123件专利申请量居全国第四,去年主要企业营收超过20亿元,进入国内第一梯队。按城市来说,北京、上海、杭州被业内视为“三足鼎立”。

产业未来 还需迈过几道坎

当前,脑机接口产业正处于从实验室走向市场的关键阶段,2026年也被业内视为“商业化元年”。

未来,这项技术能走多远?专家的答案是“超出想象”。

更多疑难疾病正在进入研究视野。渐冻症、中风失语患者,有望借助脑电信号重新“开口”;通过刺激迷走神经,也许能唤醒昏迷的重症患者。

清华大学长聘教授张明君团队在天坛医院完成了11例癫痫患者测试,设备可在癫痫发作前约5秒发出预警,为照护者争取处置时间。

更远的目标也日益清晰。阿尔茨海默病相关病灶位于大脑深处,传统磁、电刺激难以精准到达。神踪科技创始人王肃杰提出的方案是,用新型非侵入式物理调控技术精准干预特定脑区及神经环路,并结合脑电等多模态信号进行疗效评估和动态反馈,为脑疾病个体化干预与闭环精准诊疗探路。

灵灵眼中的那枚视网膜芯片,下一代通道数将从320个增至5000个,盲人视力有望达到0.4至0.5的水平。

灵灵使用的脑机接口设备示意图。

病房之外,应用场景也在拓展。张明君团队与温医大合作,尝试基于脑电信号,用微纳机器人实现眼部靶向给药。他们还给警犬装上植入式脑机接口,让警犬嗅到地雷后将嗅觉信号直接传给无人机,辅助完成排雷。“要用技术去做人类做不了的事。”张明君说。在消费与工业场景中,手环控制AI眼镜、安全帽监测工人疲劳度、航天高铁辅助驾驶等也在探索中。

再往远处,是杨佳威说的“感知觉拓展”:接上传感器,把信号写进视网膜或大脑皮层,不仅能让盲人拥有正常视力,还能“看见”人类本来看不见的红外线,“把生物智能和硅基智能深度融合,才能够把智能发挥到更大。”

不过,想象归想象,脑机接口距离大规模应用依然任重道远,还需要跨过多道坎。第一道是技术:设备要在人体内长期工作,信号解码精度、电池续航和材料安全性都需要以年为单位验证,目前多数产品仍处于实验室研究或临床试验阶段。第二道是回报:浙江目前还没有植入式脑机接口第三类医疗器械证,要拿到这一张证,研发和审批周期可能长达数年,研发投入能否通过临床医保与自费体系得到合理回报,还是个问号。第三道是认知:业内人士直言,部分项目还存在概念先行、应用落地相对滞后的情况,资本热度还不高;对普通人来说,对“往脑子里放电极”本身也有明显的心理门槛。

这些坎,要一步步迈过。从浙江首个脑机接口实验至今,20年来,浙江脑机接口产业从实验室走向真实场景,出现在康复训练、矿山安全帽和警犬芯片里。下一个20年,脑机接口或许会成为常规设备,帮助更多特殊人群回归日常,也让普通人享受到更智能的生活。

专家观点

从优势到胜势,浙江需答好三问

浙江省发展和改革研究所所长 应瑛

脑机接口是打通生物智能与硅基智能的颠覆性技术,产业正从实验室可行性验证迈向临床价值验证。浙江布局早、落子快,但要将先发优势转化为长期胜势,仍需答好三问。

浙江的先发优势是什么?

与北京侧重源头创新、上海聚焦注册审批与产业集聚不同,浙江长于高效应用转化。其优势源于三轮驱动:制度破局,以医保衔接、审评提速等制度设计,打通临床试错通道;民企担纲,强脑科技、佳量脑科学等本土企业快速响应临床需求,推动产品落地与场景应用;数字筑基,依托健康云建设多元算力调度平台,以算力券降低企业成本,为海量数据处理与模型训练提供支撑。三者协同,推动全国首例闭环脊髓神经接口手术、高分辨率视觉脑机接口临床试验等项目快速落地,率先完成多项临床实效验证。

先发优势为何被追赶?

四川推动研发、临床、制造一体化布局,以空间集聚缩短转化链条,对冲制度转化优势;湖北依托同济、协和等头部医院临床场景等,吸引企业跨区域落地;北京中关村科学城设立10亿元专项资本,夯实产业底座……兄弟省市各展所长,浙江先手窗口期收窄。

如何化优势为胜势?

重在构建从起跑领先到全程领跑的长效机制。一是标准化固优势。以已立项国标行标为切入口,将临床数据治理、支付衔接、审评提速等浙江规范嵌入行业标准,输出可复制的“浙江方案”。二是梯队化强产业。支持链主企业上市并购,带动中小企业协同配套,产业基金坚持投早、投小、投长期。构建医疗级引领、消费级放量的产业梯队,强化产业链协同,推动医疗、消费双场景联动,有序拓展工业、教育等应用场景。三是数字化筑壁垒。联合头部医院、脑机智能全国重点实验室,建设高质量、大规模脑电数据集,赋能垂类大模型。推动企业研发协同与数字基建深度绑定,构筑难以复制的竞争壁垒。

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责任编辑:储溪云