脑机接口技术迎来突破，中国科学家实现意念控制机械臂

脑机接口技术迎来突破，中国科学家实现意念控制机械臂

脑机接口技术是近年来科技领域的热门话题，它通过在大脑与外部设备之间建立直接交互的通道，为医疗康复、人工智能等领域带来了革命性的突破。本文将带你走进脑机接口的世界，了解这项前沿技术的基本原理和最新进展。

为什么脑机接口领域如此火爆？这主要归功于Neuralink公司创始人埃隆·马斯克的宣布：该公司首例人类大脑植入芯片手术进展顺利，人体试验取得重大成果。

那么，什么是脑机接口呢？让我们从头开始解释：

人工智能的目标是让机器像人脑一样运行和思考。从神经科学的角度来看，神经系统遍布人体，分为中枢神经系统（脑和脊髓）和周围神经系统（其他神经结构和组织）。

神经元是神经系统的基本细胞。当大脑接收到外界信号（如美食的气味）时，会对其进行加工处理，并通过神经元向身体其他部位发送电信号，就像打电话传递信息一样。

在人体内，“电”以“电信号”的形式真实存在，例如脑电图和心电图就是这种电信号的反映。神经元之间的电信号传递关键部位称为突触（Synapse），可以看作错综复杂的电话线。

神经元突触之间构成的传递神经电信号的网络称为“神经网络”。人工智能的发展与神经科学的进步密切相关，在神经外科领域得到了广泛应用。

每年有很多病人因颅脑创伤等神经系统疾病导致昏迷或残疾，可以通过人工智能结合脑机接口进行治疗。

所谓的脑机接口（Brain Computer Interface, BCI），简单来说是从大脑直接提取神经信号，控制外部的机器设备。我们打个比方，神经系统疾病导致大脑司令部无法拨通“电话”，

那我们尝试给大脑接上新的线路，与外部机器设备相连，用外部设备代替我们自身损坏的一些功能。具体来说，脑机接口就是指在大脑与外部环境之间，建立一种全新的、不依赖于外周神经和肌肉的交流与控制通道，实现大脑与外部设备的直接交互。

脑机接口可以分为3种方式：

在神经外科领域，脑机接口可以为疾病患者、残障人士提供与外部世界通信和控制的方式，解决残障病人不会说、不会写、不会动的几个关键问题。

2019年，加州大学旧金山分校的研究人员通过机器学习解码了人脑支配喉部肌肉的电信号，再通过脑机接口的形式，利用机器合成声音，使失语患者能够说出句子。

太空探索技术公司（SpaceX）以及特斯拉汽车公司（Tesla）的创始人埃隆·马斯克就很推崇脑机接口，为此还专门成立了一家神经技术公司Neuralink，开发可植入的脑机接口。

Neuralink公司通过脑机接口技术已经可以让猴子用意念来玩电脑游戏。

这次更是在首例人类大脑植入芯片手术中进展顺利，受试者仅凭思维就能在电脑屏幕上移动鼠标。

而近年来，中国的脑机接口技术也有了很大的进步。目前，我们已经有科学家可以让残疾人能够用意念控制机械臂拿可乐喝、让已无法说话的渐冻症患者朗诵诗歌。这些病人难以把说、写、动的电信号有效传递给身体的相应部位，脑机接口可以帮助代替执行电信号，让运动功能有所改变，提高生活质量。

前面所说的脑机接口，是建立在相应脑功能区域正常的情况下才能发挥作用。如果病人因为外伤等原因缺失了一部分脑组织，即司令部坏了或没了，那么对应的脑机接口也就没法发挥作用了。

因此这种脑机接口的应用，要在脑皮层功能受损不严重，而外周的比如肢体运动神经、脊髓神经、支配声带肌肉的运动神经等发生损伤时，帮助大脑这个司令部来传导和执行它所发出的指令。

我们这里说的可以神通广大“重建司令部”的“神经芯片”（Neuro-Chip），其实是目前医学界里的一项开创性的前沿研究。

这种神经芯片通过利用芯片上电路结构，诱导神经细胞或者神经干细胞生长成具有一定结构和功能的神经网络，最终修复一部分受损的大脑皮层功能。

神经芯片、脑机接口的应用，为病人带来了曙光。随着人工智能与大数据技术的发展，脑机接口已然成为近几年的科技风口，具备巨大的商业潜力。