上海新國際博覽中心舉行的「中國家電及消費電子博覽會」追覓科技展位腦機接口展台,工作人員演示通過腦電波操作無人機。圖/新華社
29歲高位截癱美術教師鄧先生透過腦機接口控制外骨骼握筆繪畫。圖/新華社
文/記者王聖志、朱筱、鄭生竹
記者:當前腦機接口研究主要聚焦哪些方面?
鄭海榮:腦機接口研究源於「腦」,外延於「機」,腦生物訊息的「讀、譯、寫」是其三大關鍵技術。透過腦機接口實現對機器或物理世界的控制,釋放腦機智能潛力,也是腦機接口未來產業發展的主要內容和核心應用場景。
當前醫學腦機接口研究主要聚焦嚴肅醫療康復和生物智能體兩個維度。
大陸面臨中風、漸凍症、脊髓損傷等神經系統疾病的嚴峻挑戰,患病人群龐大,腦機接口技術為這些疾病的康復治療開闢了新路徑。臨床實踐證實,腦機接口技術能夠助力中風、癱瘓患者的修復,並重建其受損的運動功能。部分受試者可藉助腦控信號實現光標操控、輪椅移動等簡單動作,還能驅動氣動手套完成自主飲水等複雜動作。同時,相關前沿研究也在持續推進:透過對視覺皮層開展光敏感神經編碼刺激,重構視覺信號以幫助盲人恢復視覺功能;依託聽神經靶向調控技術,幫助聽障患者重獲聽覺感知。
但醫學腦機接口整體仍處於臨床研究階段,若要將技術轉化為安全、個性化、持久有效且可推廣的臨床診療方案,還需攻克一系列重大技術難題,並經歷嚴格的臨床驗證過程。
生物智能體方面,人類對大腦這一「生物宇宙」的探索尚處於初級階段,大腦內部八百多億個神經元如何協同運作,記憶如何存儲和提取,人類意識從何而來等問題至今尚無明確答案。
記者:您基於怎樣的研究提出「腦際通訊」這一前沿概念?
鄭海榮:腦機接口技術的潛力遠不止「修復」人體功能缺陷、治療腦疾病,而應朝著「增強」人類自身能力的深水區進發,比如藉助腦機接口技術提升記憶效率,或是實現無需語言中介的「腦際通訊」,即透過神經信號直連替代傳統通訊模式,讓腦機接口成為生命體間訊息自由交互的核心載體。
這項技術的核心在於神經活動的訊息編碼、成像與寫入。我們團隊正圍繞這一方向開展系統性研究。比如,傳統醫學影像技術主要用於觀察腦部血管狀態或篩查病變,我們的研究則試圖透過解讀超聲波或功能磁共振成像數據,推測計算出參與者大腦中想象的畫面或故事,嘗試「翻譯」大腦的思惟內容。
依託醫學成像科學與技術系統全國重點實驗室、國家高性能醫療器械創新中心等國家創新平台,我們深耕神經成像技術研究,以超聲作為關鍵工具,讓原本「看不見」的神經活動變得可視化,清晰呈現大腦皮層的神經活動與結構連接。
此外,我們還藉助超聲波精準調控神經系統功能,比如透過調控視神經搭建「眼睛腦機接口」,透過調節機體體溫實現類似冬眠狀態,該技術可應用於未來星際旅行等前沿場景。或許在未來,人類將不必再依靠打字、語言等傳統方式進行交流,而直接透過意念完成訊息傳遞,實現腦際通訊。