科幻走向現實 腦機融合生活
意念控制取物 干預腦電催眠
人類大腦跟宇宙一樣難解，也一樣是大國科學競爭重點領域。明年收官的中國「十四五」規劃裏，七項要攻關的科技前沿領域，有一項就是「腦科學與類腦研究」。在政策和經費支持下，近年內地涉及腦科學的「腦機融合」技術應用有跨步式進展，並逐漸走入生活。憑藉意念「隔空取物」、讓機器語我所思，科幻正在成為現實；更簡單實用的是，套個眼罩讓你昏睡。
明報記者 王佩凡
「雖然僅僅體驗了6分鐘，但我摘下儀器，整個人就像『新生』一樣，繃緊的神經得到了紓緩，大腦也得到了放鬆，走路也變得輕快許多。」這麼一段很像營銷廣告詞的話，是兩周前的中國國際供應鏈促進博覽會(鏈博會)上，參觀者小燕對一款智能睡眠儀的試用後描述，她還說，儀器的「後勁」很大，「摘下儀器後，我就在不停打哈欠，整個人處於可以『就地睡着』的狀態。」
智能睡眠儀試用者：如獲新生
半信半疑之下，記者遂排隊親身檢驗真假。該款睡眠儀的形狀與普通眼罩相仿，重量100克。工作人員幫記者戴上，隨即進入一片黑暗，遮光良好。開機之後，耳中傳來輕緩音樂，同時有微弱電流輕輕打在兩邊眉毛上方。隨着檔位的調節，電流逐漸加大，酥麻感逐漸從頭部傳遞至四肢。
記者身處展會之中，腦中的雜念和耳邊的噪音卻像是都被屏蔽一樣，身體有了真正的「鬆弛感」。摘下儀器後，記者的感受判定小燕沒有誇張，當晚也睡了一個好覺。
現場工作人員介紹，記者體驗的「智能安睡儀」採用CES物理助眠療法(經顱微電流刺激療法)，作用於大腦皮層結構和腦幹結構，通過產生低強度、微量的弱脈衝微電流，刺激大腦分泌具有鎮靜性作用的內啡肽，減少皮質醇含量，降低焦慮，減緩壓力。
簡單說就是干預腦電波，促進睡眠。同時，還能通過App智能監測，分析大腦狀態，可進行認知行為干預，更有針對性的修復睡眠。該助眠儀來自腦機接口領域獨角獸企業BrainCo強腦科技，看上去很神奇，其實類似儀器在內地已經是成熟商品。而在「腦機融合」來說，更「高端」的應用已經出現可見前景。
癱瘓者靠腦信號重新活動
「腦機融合」是以腦機接口技術為基礎，綜合腦到機、機到腦等不同信息傳輸方式的技術統稱。腦機接口技術建立了大腦與外部機器設備或電腦之間的直接通訊通道，相關技術近年來在中國得到政府支持。僅2021年度，科技部發布「中國腦計劃」(腦科學與類腦研究計劃)重大項目申報涉及59個研究領域和方向，國家撥款經費就超過31.48億元人民幣。至今相關研究項目，在生物醫學、神經康復取得重大進展。
12月6日，國際腦機接口大會在上海舉行。復旦大學附屬華山醫院院長毛穎公開了上海首宗腦機接口產品臨牀試驗植入手術患者的康復情况，「可以用『震撼』兩個字來形容，患者恢復過程非常順利，改善十分明顯」。毛穎介紹，術後一個月，患者已經可以在氣囊手套輔助下，自如地手拿杯子喝水。
該名患者今年38歲，因車禍造成頸椎脊髓損傷，導致手部無法抓握、無法站立，且4年康復無改善，他在11月6日接受了手術。作為主刀醫生的毛穎介紹，手術僅用時1小時40分鐘，植入的是博睿康醫療科技與清華大學生物醫學工程學院洪波教授團隊合作開發的NEO(Neural Electronic Opportunity)腦機接口產品。
這也是NEO在全國的第三宗臨牀試驗植入手術。首例患者老楊(化名)四肢癱瘓14年，去年10月在北京宣武醫院接受植入手術，半年後可以靠自己的腦信號指揮氣動手套，抓握勺子進食和喝水；第二例患者小白脊髓損傷，現已能夠「腦控」輪椅逛超市。洪波在國際腦機接口大會上透露，明年將有30至50宗NEO腦機接口植入手術。
NEO由電極、體內機和體外機組成。其中，採集信號的電極放置在顱骨與硬腦膜之間，事前要通過對大腦功能的磁力共振掃描，測定其手部活動的大腦激活區；體內機是處理器，不含電池，埋在顱骨內；體外機則隔着頭皮，給體內機無線供電、接收腦內神經信號，再傳送到電腦或手機上。
NEO歸類於「半侵入式」，其特點在於微創。全球首富馬斯克的Neuralink公司的技術路線，則是將電極等信號記錄裝置植入大腦皮層，屬於「侵入式」範疇。
中國還有團隊研製血管內腦機接口設備，並在動物身上取得成功。南開大學科研人員將比頭髮絲還細小的腦機電極，放置在一個細小的網絲線圈，沿着血管導入在相應腦區的血管壁上，就可以採集到腦電信號。目前已經識別出羊在「臥」、「站」、「走」三種狀態下的腦電信號，還完成了全球首宗猴腦控機械臂的試驗。
前景闊 缺成熟晶片解難題
專家也在國際腦機接口大會提到，腦科技研究儘管市場前景廣闊，但也面臨不少難題。洪波表示，腦機接口在神經信號採集、無線供能和通訊方面，目前缺乏成熟的晶片解決方案，他希望在未來3至5年內不斷迭代其植入腦機接口產品，「使它愈變愈小，通道數愈來愈大，最終成為連接大腦和外部設備的革命性界面」。
毛穎則提到，只有實現腦和機的互動，才是真正的腦機接口，這一領域涉及非常前沿的產業集群，包括醫學、材料、集成電路等等，未來發展空間巨大。中國科學院上海微系統所副所長陶虎指出，未來希望推進高通量柔性腦機接口系統與人工智能技術的結合，更好幫助重大腦疾病診療，幫助漸凍症、高位截癱等患者重建語言和運動功能。
