在浙大二院神经外科研究病房内，张大伯聚精会神，用“意念”操控着机械臂，手握马克笔在白板上写下“浙江大学脑机接口”八个字。这不是科幻电影中的场景。

参与“意念写字”的志愿者张大伯今年 76 岁，是车祸后高位截瘫患者。其于 2020 年参与浙江大学脑机接口研究项目，成为我国首例侵入式脑机接口临床转化研究的志愿者。目前，张大伯可通过意念完成喝水、进食、握手等手部大关节动作，填补了国内空白。


脑机接口研究新突破

脑机接口是指在大脑与外部设备之间创建的连接通路，通过记录和解读大脑信号，实现脑与设备的信息交换。

浙江大学脑机调控临床转化研究中心神经疾病分中心主任、浙大二院神经外科张建民教授介绍，志愿者只需想象正常的书写过程，这个书写过程可以被脑部运动区的神经元活动反映出来，科研人员通过对运动区神经信号的解析，可以获得他所想象的书写轨迹，并控制机械臂进行书写。

据了解，人类大脑皮层共有6层，电极片比成人指甲盖都要小，植入的位置要不深不浅，才可以准确传达出大脑皮层的信号，同时又不伤害大脑神经元。4个月的康复训练后，张大伯实现了用意念控制机械臂进食。而后，张大伯用意念控制机械臂，可以握手、打麻将。

此次张大伯用意念操控机械臂书写汉字，研究团队认为，这是脑机接口成果在临床应用的一个突破。

浙大二院神经外科副主任朱君明介绍，传统脑机接口中对于机械臂伸抓的控制原理是大关节运动的解析，而汉字书写是一种精细运动，汉字结构复杂、笔画多、字数多，所以研究团队根据写字的不同局部结构与运动状态，构建了动态的解码模型，100个常用汉字的正确率达到了91.3%。未来，随着科研人员对于脑机接口相关研究的深入，因外伤、中风、渐冻症等原因，失去语言能力或书写能力的患者，将有望由此获益。


脑机接口产品发展现状

脑机接口相关的研发已经在仿生学、医疗诊断与干预、消费电子等多个领域展开，从产品开发情况来看，目前我国代表性脑机接口企业强脑科技、脑陆科技、柔灵科技等已经推出了一系列消费级脑机接口产品，应用范围涵盖儿童教育、娱乐、医疗、健康等多个领域。

侵入式或半侵入式脑机接口需要在脑部进行芯片等硬件植入，会破坏脑部的天然物理防护系统，引起人脑的手术创伤、出血、感染等问题;若相关软硬件设施被非法使用，还可能引发脑部混乱，严重情况下可能导致脑部受损，危及生命安全。另外，侵入式脑机接口与非侵入式相比，具有更高的技术和资金门槛，因此，目前非侵入式脑机接口仍然是市场上的主流技术路线。

根据烯牛数据，目前我国脑机接口行业获得融资的企业中，仅脑虎科技、宁矩科技和博睿康科技等少数几家企业布局了侵入式脑机接口行业，其他企业均专注于研究非侵入式脑机接口产品。

近年来，我国脑机接口行业虽然出现了大量的初创企业，专利申请量、融资事件数量及金额都有了大幅增长，但是从应用层面来看，脑机接口产品距离大规模产业化仍有一定的距离。为促进脑机接口技术进步、实现脑机接口的产业化，国家一方面提出要加强脑科学等基础研究，推进脑科学科普工作，另一方面鼓励脑机接口企业加快产品在医疗、康复、虚拟现实、教育等典型领域的应用。

脑机接口未来市场发展潜力巨大，据麦肯锡的研究报告显示，2030-2040年脑机接口全球每年的市场规模可能在700亿美元到2000亿美元(约合人民币5100亿—14000亿元)之间。


通过临床应用造福患者

张建民表示，此次对汉字的成功解码是非常重要的一环，也是脑机接口研究的一个非常关键的突破。

目前，脑机接口在难治性癫痫的治疗已经取得突破性成果。据浙江大学医学院附属第二医院神经外科主任医师朱君明介绍，癫痫是一个发作性的疾病，不发作和正常人几乎没有区别。一旦发作，患者脑内就会有特征性的放电，机器通过24小时监测这种特征性的放电，一旦有放电存在，会及时给出反应性刺激，从而将癫痫消灭在萌芽之中，达到治疗目的。

浙江大学医学院附属第二医院神经外科主任医师张建民告诉记者，传统抑郁症是用药物治疗，但是30%左右的药物治疗效果并不是很理想。几年前，浙江大学胡海岚团队发现大脑中的外侧缰核在抑郁症的发展中是一个非常重要的靶点。因此，他们做了一个案例，通过对外侧缰核神经调控刺激来改善患者的症状。经过两年多的随访和观察，证实此类脑深部电刺激手术对该患者有非常好的治疗效果。

脑机接口技术的进步能够为多种疑难复杂的神经疾病提供新的手段和治疗方法。随着中国脑计划的推进，人们对大脑疾病的病理机制逐渐深入了解，未来，脑机接口将加入临床的监测、诊断和评估的治疗流程中，实现神经精神疾病的精准治疗。