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2025有望成为脑机接口应用关键一年

“脑机接口”作为一种变革性的人机交互技术，是前瞻性、颠覆性、战略性新兴产业和新质生产力的典型代表。面对国家重大战略需求，全国政协委员、九三学社中央科技专委会副主任、天津大学副校长明东多年来投身高性能无创脑机接口的研究。今年全国(guó)两(liǎng)会(huì)，他(tā)提(tí)交(jiāo)了(le)加(jiā)强(qiáng)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)专(zhuān)业(yè)人(rén)才(cái)培(péi)养(yǎng)体(tǐ)系(xì)建(jiàn)设(shè)的(de)提(tí)案(àn)。在(zài)接(jiē)受(shòu)《环(huán)球(qiú)时(shí)报(bào)》记(jì)者(zhě)采访(fǎng)时(shí)，明(míng)东(dōng)表(biǎo)示(shì)，“2025年(nián)有(yǒu)望(wàng)成(chéng)为(wèi)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)应(yīng)用(yòng)的(de)关键一(yī)年(nián)，要(yào)推(tuī)动(dòng)我(wǒ)国(guó)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)实(shí)现(xiàn)科(kē)技(jì)自(zì)立(lì)自(zì)强(qiáng)。”

实(shí)现(xiàn)规(guī)模(mó)化(huà)应(yīng)用(yòng)，还(hái)要(yào)突(tū)破(pò)哪(nǎ)些(xiē)技(jì)术(shù)瓶(píng)颈(jǐng)

近(jìn)段(duàn)时(shí)间(jiān)以(yǐ)来(lái)，脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)领域传出一系列进展。今年年初埃隆·马斯克旗下脑机企业Neuralink宣布，已成功将脑机芯片植入第三名受试者体内，并计划在2025年完成20-30例脑机接口植入手术。3月3日，复旦大学附属华山医院宣布，全球首批第4例、通过脑脊接口让瘫痪者重新行走的临床概(gài)念(niàn)验(yàn)证(zhèng)手(shǒu)术(shù)实(shí)施(shī)。

“2025年(nián)有(yǒu)望(wàng)成为脑机接口应用的关键一年，技术迎来大规模爆发，应用场景也将更加丰富。”明东介绍说，近年来，我国非侵入式脑机接口达到国际先进水平，在运动神经康复领域、载人航天领域取得重大突破；侵入式脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)也在脊髓损伤、语言解码等多个场景开展临床试验。

图片由豆包 AI 生成

脑机接口技术正在从科幻走向现实，但其应用落地仍面临诸多挑战。明东告诉《环球时报》记者，一方面脑机接口的侵入式技术普遍存在安全性问题，包括植入设备的长期生物相容性、手术风险以及术后可能的免疫反应，更无法实现全脑监测。另一方面，传统非侵入式技术受颅骨信号衰减影响，信噪比低、空间分辨率不足，高精度解码难度大。“只有突破这些技术瓶颈，并建立完善的伦理规范，明确数据隐私、生命安全、人体实验等红线，脑机接口才能真正实现规模化应用。”

明东带领的天津大学脑机海河实验室团队是中国脑机接口领域具有影响力与代表性的研究团队之一，拥有本领域最大专利池，大指令、快通讯、精辨识三项核心指标达国际领先水平。近期，他的团队也在新型脑机接口研发中取得了重要突破。

明东指导团队成员联合清华大学研发了基于忆阻器神经形态芯片的新型无创演进型脑机接口系统。这一系统首次揭示了脑机交互过程中，脑电发展与解码器演化的协同增强效应，实现了生物智能与机器智能的互适应、互学习，为脑机融合智能的发展开辟了新方向，相关研究成果今年2月在线发表在Nature Electronics期刊上。

该团队还通过情感脑机接口，对抑郁症（患者）的检测和干预治疗取得了非常好的临床(chuáng)效(xiào)果(guǒ)；通(tōng)过(guò)重(zhòng)症(zhèng)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)，实(shí)现(xiàn)了(le)脑(nǎo)积(jī)水(shuǐ)快(kuài)速(sù)诊(zhěn)断(duàn)和(hé)无(wú)创(chuàng)颅(lú)内(nèi)压(yā)精(jīng)准(zhǔn)监(jiān)测(cè)。该(gāi)团(tuán)队(duì)开(kāi)发(fā)了(le)全球(qiú)首(shǒu)个(gè)片(piàn)上(shàng)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)智(zhì)能(néng)交(jiāo)互(hù)系(xì)统(tǒng)，涵(hán)盖(gài)片(piàn)上(shàng)脑(nǎo)智(zhì)能(néng)中(zhōng)枢(shū)、片(piàn)上(shàng)眼(yǎn)视(shì)觉(jué)感(gǎn)知(zhī)，通(tōng)过(guò)利(lì)用(yòng)体(tǐ)外(wài)培(péi)养(yǎng)“大(dà)脑(nǎo)”与(yǔ)电极芯片耦合形成片上脑与外界信息交互，有望对混合智能、类脑计算等前沿科技领域的发展产生革命性的推动。

谈及未来重点技术攻关目标，明东告诉(su)《环(huán)球(qiú)时报》记者，他们正致力于解决无创脑机接口发展的核心问题。“在硬件接口方面，团队将重点攻关可靠、灵活且舒适的传感电极，以及便携、易用和美观的硬件形态；在软件接口方面，团(tuán)队(duì)将(jiāng)开(kāi)发(fā)自(zì)然(rán)连(lián)续(xù)的(de)人(rén)机(jī)交互编码方式，并结合脑电先验知识构建通用脑电模型。”

“与大模型结合，可实现更自然人机交互”

以DeepSeek为代表的国产AI大模型正在融入千行百业，科研界也正在探索大模型与脑机接口的能力结合。明东告诉《环球时报》记者，目前脑机接口领域缺乏大量标准化、高可用的脑电数据，构建高质量的脑电基础大模型十分困难。但通过与DeepSeek等AI大模型结合，可实现更自然的人机交互。

例如，情感型脑机接口捕捉用户的情绪状态，可辅助AI大模型生成更“人性化”的文本；运动型脑机接口结合AI大模型的决策能力，可以实现更精准的外设(shè)控(kòng)制(zhì)等(děng)。“未(wèi)来(lái)，脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)与(yǔ)AI的(de)深(shēn)度(dù)融(róng)合(hé)将(jiāng)推(tuī)动(dòng)机(jī)器(qì)与(yǔ)人(rén)的(de)高(gāo)度(dù)统(tǒng)一(yī)，重(zhòng)新(xīn)定(dìng)义(yì)人(rén)类(lèi)与(yǔ)技术的边界。”

明东还提到，由于AI大模型和脑机接口之间存在本质差异，脑机接口大模型目前还难以达到AI大模型的先进程度。

在数据层面，目前脑机接口数据集规模(mó)仅(jǐn)10的(de)4次(cì)方(fāng)量级，难以通过工程和伦理可行的手段，达到大模型训练所需的10的9次方的高质量数据，这方面还需进一步拓展脑机信源数据量。

在模型方面(miàn)，语(yǔ)言(yán)大(dà)模(mó)型(xíng)的(de)目(mù)的(de)在(zài)于(yú)理(lǐ)解(jiě)和(hé)生(shēng)成(chéng)人(rén)类(lèi)语(yǔ)言(yán)，是(shì)在(zài)大(dà)量(liàng)的(de)文本(běn)数(shù)据(jù)上(shàng)进(jìn)行(xíng)训(xun)练(liàn)得(de)到(dào)的(de)，而(ér)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)的(de)目(mù)的(de)在(zài)于(yú)“翻(fān)译(yì)”脑(nǎo)电(diàn)波(bō)背(bèi)后(hòu)的(de)认(rèn)知(zhī)意(yì)图(tú)，这(zhè)些(xiē)脑(nǎo)电(diàn)规(guī)律(lǜ)很(hěn)多(duō)无(wú)法(fǎ)用(yòng)常(cháng)规(guī)语(yǔ)言(yán)来(lái)准(zhǔn)确(què)描(miáo)述(shù)，因(yīn)此(cǐ)，目(mù)前(qián)的(de)大(dà)语(yǔ)言(yán)模(mó)型(xíng)框(kuāng)架(jià)并(bìng)不(bù)完(wán)全适(shì)用(yòng)于(yú)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)大(dà)模(mó)型(xíng)的(de)建(jiàn)立(lì)。

“从(cóng)技(jì)术(shù)的(de)角(jiǎo)度(dù)来(lái)看(kàn)，在(zài)没(méi)有(yǒu)解(jiě)决(jué)上(shàng)述(shù)两(liǎng)个(gè)问(wèn)题(tí)之(zhī)前(qián)，脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)想(xiǎng)要(yào)建(jiàn)立(lì)类(lèi)似(shì)DeepSeek的(de)大(dà)模(mó)型(xíng)还(hái)需(xū)更(gèng)多(duō)关键技(jì)术(shù)突(tū)破(pò)。但(dàn)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)可(kě)以(yǐ)与(yǔ)DeepSeek结(jié)合(hé)，充(chōng)分(fēn)利(lì)用(yòng)脑(nǎo)机(jī)解(jiě)码(mǎ)的(de)稳(wěn)定(dìng)指(zhǐ)令(lìng)带(dài)宽(kuān)，引(yǐn)导(dǎo)DeepSeek对(duì)大(dà)脑意图执行进行辅助支持，进而推动脑机接口的应用场景创新。”明东说。

“我国应加速布局脑机接口国家战略急需新专业”

明东多年扎根一线教学，基于自己的基层调研经验，他今年在(zài)提(tí)案(àn)中(zhōng)提(tí)出(chū)要(yào)加(jiā)强(qiáng)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)专(zhuān)业(yè)人(rén)才(cái)培(péi)养(yǎng)体(tǐ)系(xì)建(jiàn)设。

“目前我国在此领域面临高端人才储备不足、跨学科培养体系缺失、产学研协同机制薄弱等挑战，需开展系统性布局。”明东对《环球时报》记者表示，我国应充分发挥一流大学的优势学科资源，布局脑机接口国家战略急需专业，构建高质量脑机接口专业教育体系，加强拔尖创新人才长周期贯通培养。同时，还应构建多学科交叉的脑机接口产教融合共同体，建立“技术-伦理-标准”三位一体的国际竞争力体系，助力未来脑机接口战略性新兴产业高质量发展。

2024年秋季学期，天津大学正式开设全国首个脑机接口专业，为未来脑机接口行业发展培养专业人才。相关人才的培养重点是什么？明东表示，要面向国家未来科技、产业和社会发展需求，“要培养具备未来生物智能电子接口设计-研发-制造能力，能够引领脑机交互技术进步与产业发展的卓越工程师和科学家。”此外，还要培养他们具备家国情怀、全球视野、前瞻性判断力(lì)、跨(kuà)学(xué)科(kē)思(sī)维(wéi)和(hé)创(chuàng)新(xīn)创(chuàng)造(zào)能(néng)力(lì)、领(lǐng)导(dǎo)力(lì)。

目(mù)前(qián)，我(wǒ)国(guó)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)人(rén)才(cái)培(péi)养(yǎng)面(miàn)临(lín)一(yī)系(xì)列(liè)挑(tiāo)战(zhàn)，需(xū)开(kāi)展(zhǎn)系(xì)统(tǒng)性(xìng)布(bù)局(jú)。如(rú)何(hé)逐(zhú)步(bù)改(gǎi)善(shàn)这(zhè)一(yī)现(xiàn)状(zhuàng)？明(míng)东(dōng)表(biǎo)示(shì)，一(yī)方(fāng)面(miàn)，建(jiàn)议(yì)应(yīng)尽(jǐn)快(kuài)在(zài)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)等(děng)国(guó)家急需和战略新兴领域设立交叉方向本科(kē)专(zhuān)业(yè)，参(cān)考(kǎo)“强基计划”“拔尖计划”模式开展长周期培养，开设项目式课程，尽早培养学生的科学研究和创新思维；另一方面，建议长周期稳定支持青年科学家从事颠覆性技术研究，特别是多学科交叉领域的基座技术、应用基础研究。

“随着技术的快速迭代，未来科技与教育的边界会越来越模糊，对人才的培养既是一个教育学习的过程，也是一个科学研究的过程。”明东表示。

本文为·创作培育计划扶持作品

作者：环球时报

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版(bǎn)社(shè)有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司(sī)、北(běi)京(jīng)中(zhōng)科(kē)星(xīng)河(hé)文化(huà)传(chuán)媒(méi)有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司(sī)