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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。今年全国两会，他提交了加强脑机接口专业人才培养体系建设的提案。在接受《环球时报》记(jì)者(zhě)采访时，明东表示，“2025年有望成为(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(lǐng)域传(chuán)出(chū)一(yī)系(xì)列(liè)进(jìn)展(zhǎn)。今(jīn)年(nián)年(nián)初(chū)埃(āi)隆(lóng)·马(mǎ)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念验证手术实施。

“2025年有望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；侵入式脑机接口也在脊髓损伤、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(guó)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)领(lǐng)域具(jù)有(yǒu)影(yǐng)响(xiǎng)力(lì)与(yǔ)代(dài)表(biǎo)性(xìng)的(de)研(yán)究(jiū)团(tuán)队(duì)之(zhī)一(yī)，拥(yōng)有(yǒu)本(běn)领(lǐng)域最(zuì)大(dà)专(zhuān)利(lì)池(chí)，大(dà)指(zhǐ)令(lìng)、快(kuài)通(tōng)讯(xùn)、精(jīng)辨(biàn)识(shi)三(sān)项(xiàng)核(hé)心(xīn)指(zhǐ)标(biāo)达(dá)国(guó)际(jì)领(lǐng)先(xiān)水(shuǐ)平(píng)。近(jìn)期(qī)，他(tā)的(de)团(tuán)队(duì)也(yě)在(zài)新(xīn)型(xíng)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)研(yán)发(fā)中(zhōng)取(qǔ)得(de)了(le)重(zhòng)要(yào)突(tū)破(pò)。

明(míng)东(dōng)指(zhǐ)导(dǎo)团(tuán)队(duì)成(chéng)员(yuán)联(lián)合(hé)清(qīng)华(huá)大(dà)学(xué)研(yán)发(fā)了(le)基(jī)于(yú)忆(yì)阻(zǔ)器(qì)神(shén)经(jīng)形(xíng)态(tài)芯(xīn)片(piàn)的(de)新(xīn)型(xíng)无(wú)创(chuàng)演(yǎn)进(jìn)型(xíng)脑(nǎo)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(jī)接(jiē)口(kǒu)，对抑郁症（患者）的检测和干预治疗取得了非常好的临床效果；通过重症脑机接口，实现了脑积水快速诊断和无创颅内压精准监测。该团队开发了全球首个片上脑机接口智能交互系统，涵盖片上脑智能中枢、片上眼视觉感知，通过利用体外培养“大脑”与电极芯片耦合(hé)形(xíng)成(chéng)片(piàn)上(shàng)脑(nǎo)与(yǔ)外(wài)界(jiè)信(xìn)息(xi)交(jiāo)互(hù)，有(yǒu)望(wàng)对(duì)混(hùn)合(hé)智(zhì)能(néng)、类(lèi)脑(nǎo)计(jì)算(suàn)等(děng)前(qián)沿(yán)科(kē)技(jì)领(lǐng)域的(de)发(fā)展(zhǎn)产生革命性的推动。

谈及未来重点技术攻关目标，明东告诉《环球时报》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，团队将开发自然连续的人机交互编码方式，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(gòu)建(jiàn)高质量的脑电(diàn)基(jī)础(chǔ)大(dà)模(mó)型(xíng)十(shí)分(fēn)困(kùn)难(nán)。但(dàn)通(tōng)过(guò)与(yǔ)DeepSeek等(děng)AI大(dà)模(mó)型(xíng)结(jié)合(hé)，可(kě)实(shí)现(xiàn)更(gèng)自(zì)然(rán)的(de)人(rén)机(jī)交(jiāo)互(hù)。

例(lì)如(rú)，情(qíng)感(gǎn)型(xíng)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)捕(bǔ)捉(zhuō)用(yòng)户(hù)的(de)情(qíng)绪(xù)状(zhuàng)态(tài)，可(kě)辅(fǔ)助(zhù)AI大(dà)模(mó)型(xíng)生(shēng)成(chéng)更(gèng)“人(rén)性(xìng)化(huà)”的(de)文本(běn)；运(yùn)动(dòng)型(xíng)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)结(jié)合(hé)AI大(dà)模(mó)型(xíng)的(de)决(jué)策(cè)能(néng)力(lì)，可(kě)以(yǐ)实(shí)现(xiàn)更(gèng)精(jīng)准的外设控制等。“未来，脑机接口与AI的深度融合将推动机器与人的高度统一，重新定义人类与技术的边界。”

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(yǐ)达(dá)到(dào)AI大(dà)模(mó)型的先进程度。

在数据层面，目前脑机接口数据集规模仅10的4次方量级，难以通过工程和伦理(lǐ)可(kě)行(xíng)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，语言大模型的目的在于理解和生成人类语言，是在大量的文本数据上进行训练得到的，而脑机接口的目的在于“翻译”脑电波背后的认知意图，这些脑电规律很多无法用常规语言来准确描述，因此，目前的大语言模型框架并不完全适用于脑机接口大模型的建立。

“从技术的角度来看，在没有解决上述两个问题之前，脑机接口想要建立类似DeepSeek的大模型还需更多关键技术突破。但脑机接口可以与DeepSeek结合，充分利用脑机解码的稳定指令带宽，引导DeepSeek对大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，他今年在提案中提出要加强脑机接口专业人才培养体系建设。

“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(shù)-伦(lún)理(lǐ)-标(biāo)准(zhǔn)”三(sān)位(wèi)一(yī)体(tǐ)的(de)国(guó)际(jì)竞(jìng)争(zhēng)力(lì)体(tǐ)系(xì)，助(zhù)力(lì)未(wèi)来(lái)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)战(zhàn)略(è)性(xìng)新(xīn)兴(xìng)产(chǎn)业(yè)高(gāo)质(zhì)量(liàng)发(fā)展(zhǎn)。

2024年(nián)秋(qiū)季(jì)学(xué)期(qī)，天(tiān)津(jīn)大(dà)学(xué)正(zhèng)式(shì)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(de)培(péi)养(yǎng)重(zhòng)点(diǎn)是(shì)什(shén)么(me)？明(míng)东(dōng)表(biǎo)示(shì)，要(yào)面(miàn)向(xiàng)国(guó)家(jiā)未(wèi)来(lái)科(kē)技(jì)、产(chǎn)业(yè)和(hé)社(shè)会(huì)发(fā)展(zhǎn)需(xū)求(qiú)，“要(yào)培(péi)养(yǎng)具(jù)备(bèi)未(wèi)来(lái)生(shēng)物(wù)智(zhì)能(néng)电(diàn)子(zi)接(jiē)口(kǒu)设(shè)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、跨学科思维和创新创造能力、领导力。

目前，我国脑机接口人才培养面临一系列挑战，需开展系统性布局。如何逐步改善这一现状？明东表示，一方面，建议应尽快在脑机接口等国家急需和战略新兴领(lǐng)域设(shè)立(lì)交(jiāo)叉(chā)方(fāng)向(xiàng)本(běn)科(kē)专(zhuān)业(yè)，参(cān)考(kǎo)“强(qiáng)基(jī)计(jì)划(huà)”“拔(bá)尖(jiān)计(jì)划(huà)”模(mó)式(shì)开(kāi)展(zhǎn)长(zhǎng)周(zhōu)期(qī)培(péi)养(yǎng)，开(kāi)设(shè)项(xiàng)目(mù)式(shì)课(kè)程(chéng)，尽(jǐn)早(zǎo)培(péi)养(yǎng)学(xué)生(shēng)的(de)科(kē)学(xué)研(yán)究(jiū)和(hé)创(chuàng)新(xīn)思(sī)维(wéi)；另(lìng)一(yī)方(fāng)面(miàn)，建(jiàn)议(yì)长(zhǎng)周(zhōu)期(qī)稳(wěn)定(dìng)支(zhī)持(chí)青(qīng)年(nián)科(kē)学(xué)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(kuài)速(sù)迭(dié)代(dài)，未(wèi)来(lái)科(kē)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。

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