腦屏幕上，一個(gè)紅色的圓形光標(biāo)正緩慢移動(dòng)，朝角落里的一個(gè)藍(lán)色圓形光標(biāo)靠近，二者最終完整重合。這是國內(nèi)首次利用微創(chuàng)腦機(jī)接口技術(shù)，成功幫助高位截癱患者實(shí)現(xiàn)意念控制光標(biāo)移動(dòng)的過程。

2月25日，高位截癱患者白皓在北京的家中向《中國新聞周刊》重現(xiàn)了這一場(chǎng)景。他于去年12月在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院接受了腦機(jī)接口植入手術(shù)，目前正在康復(fù)訓(xùn)練期。清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授、清華人工智能研究院副院長洪波是此次臨床試驗(yàn)的負(fù)責(zé)人，白皓是洪波團(tuán)隊(duì)的第二名受試者。如今，白皓已經(jīng)能通過腦機(jī)接口操縱機(jī)械手套，實(shí)現(xiàn)水瓶的抓握。

2月20日，美國腦機(jī)接口公司Neuralink創(chuàng)始人埃隆·馬斯克在社交媒體平臺(tái)X上表示，Neuralink的首位人類受試者“似乎已完全康復(fù)，沒有出現(xiàn)不良反應(yīng)”，且也實(shí)現(xiàn)了“通過意念在屏幕上移動(dòng)鼠標(biāo)”的操作，但其未公布任何數(shù)據(jù)和細(xì)節(jié)。馬斯克曾于1月30日在X上稱，該受試者恢復(fù)良好，大腦信號(hào)顯示腦機(jī)接口“很有前景”。當(dāng)日，洪波團(tuán)隊(duì)也官宣了全球首例無線微創(chuàng)腦機(jī)接口植入的臨床試驗(yàn)結(jié)果，團(tuán)隊(duì)第一名高位截癱受試者成功實(shí)現(xiàn)了腦控喝水。

今年1月，工信部、科技部等7部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推動(dòng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》，腦機(jī)接口是其中的創(chuàng)新標(biāo)志性產(chǎn)品之一。洪波對(duì)《中國新聞周刊》稱，腦機(jī)接口的臨床應(yīng)用“沒有作業(yè)可抄”，只能一步一個(gè)腳印往前推進(jìn)，先從醫(yī)療器械做起，以幫助廣大脊髓損傷患者為首要目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)其回歸社會(huì)的愿望。但從臨床科研到臨床醫(yī)療，腦機(jī)接口技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化之路還很長。

高位截癱患者的“第三只手”

白皓來自內(nèi)蒙古，2019年因車禍高位截癱，頸椎以下失去知覺，幾乎沒有活動(dòng)能力，需要父母的全天陪護(hù)。平日里他大部分時(shí)間躺在床上，每天上下午各有一次康復(fù)器械訓(xùn)練。由于常年無法運(yùn)動(dòng)，他的骨骼和肌肉力量比常人弱，每次只能坐一兩個(gè)小時(shí)。植入腦機(jī)接口前，他習(xí)慣了用嘴叼著觸控筆，在平板電腦上進(jìn)行簡單閱讀和消遣。

去年12月手術(shù)后10天，白皓出院，立即投入到腦控訓(xùn)練中。白皓的父親已經(jīng)學(xué)會(huì)熟練地將腦機(jī)接口的主機(jī)綁在白皓手臂上，并將線圈對(duì)接到其腦袋后方的手術(shù)刀口處。就像手機(jī)無線充一樣，只要接通體外機(jī)電源，體內(nèi)處理器就能通過無線傳輸獲取電量，電腦屏幕的信號(hào)監(jiān)測(cè)軟件可以實(shí)時(shí)顯示腦電信號(hào)曲線，對(duì)應(yīng)著白皓腦內(nèi)植入的8個(gè)電極。

2024年1月，白皓（化名）在家中連接腦機(jī)接口并想象肢體運(yùn)動(dòng)，洪波團(tuán)隊(duì)同時(shí)采集腦電數(shù)據(jù)。圖/受訪者提供

洪波團(tuán)隊(duì)開發(fā)了光標(biāo)控制的算法，他告訴《中國新聞周刊》，機(jī)械抓握和光標(biāo)追逐，看上去操作簡單，模擬起來卻很復(fù)雜，涉及腦電信號(hào)解碼和各種機(jī)器學(xué)習(xí)算法。屏幕上顯示的曲線蘊(yùn)含著患者腦中特定的運(yùn)動(dòng)意圖，解讀得越精確，患者的操控就越自由和精準(zhǔn)。洪波表示，腦內(nèi)的數(shù)據(jù)采集與體外的數(shù)據(jù)解碼，共同構(gòu)建了人腦和外部裝置之間的橋梁，這樣的“里應(yīng)外合”，是腦機(jī)接口最基本的工作邏輯。

洪波稱，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的腦機(jī)接口為半侵入式微創(chuàng)無線腦機(jī)接口。半侵入式是指將采集腦電信號(hào)所用的電極植入顱腔內(nèi)，但不直接接觸腦細(xì)胞。團(tuán)隊(duì)采用的方法是將顱骨內(nèi)側(cè)磨薄，嵌入微型腦機(jī)接口處理器，半侵入式設(shè)計(jì)可有效避免腦內(nèi)感染和炎癥風(fēng)險(xiǎn)。

目前，業(yè)內(nèi)還在研發(fā)非侵入式和侵入式腦機(jī)接口。非侵入式無須手術(shù)，只需將采集腦電信號(hào)的電極附著在頭皮上，這類設(shè)備已實(shí)現(xiàn)技術(shù)國產(chǎn)化并有產(chǎn)品上市。2020年，博睿康科技有限公司自主研發(fā)的國內(nèi)首款超寬頻腦電采集設(shè)備獲得醫(yī)療器械注冊(cè)證，該設(shè)備像在使用者頭上戴了一頂網(wǎng)狀毛線帽，被稱為“腦電帽”。復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)外科主任醫(yī)師、中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)腦機(jī)接口與交互分委會(huì)副主任吳勁松對(duì)《中國新聞周刊》表示，非侵入式提取的是局部信號(hào)，相當(dāng)于神經(jīng)元活動(dòng)的平均值，雖然風(fēng)險(xiǎn)小但精度較低，可實(shí)現(xiàn)功能不多。侵入式則使電極進(jìn)入大腦皮層，與神經(jīng)元近距離接觸，可以獲得更高質(zhì)量的神經(jīng)信號(hào)，但手術(shù)有風(fēng)險(xiǎn)，且成本較高。

Neuralink發(fā)布的腦機(jī)接口就為侵入式。該公司的官網(wǎng)顯示，受試者需要向腦部植入一個(gè)硬幣大小的設(shè)備，與1024個(gè)柔性電極相連，由手術(shù)機(jī)器人將這些電極如縫紉機(jī)般植入大腦皮層內(nèi)。芯片將記錄到的腦電信號(hào)無線傳輸?shù)浇獯a運(yùn)動(dòng)意圖的應(yīng)用程序上，從而使患者能夠通過藍(lán)牙連接控制外部鼠標(biāo)和鍵盤等設(shè)備。

荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)心理健康和神經(jīng)科學(xué)學(xué)院助理教授克里斯蒂安·赫夫在給《中國新聞周刊》的回復(fù)中稱，馬斯克團(tuán)隊(duì)的突破在于其首次實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的無線全封閉人腦植入，并將信號(hào)的理論精度提升到了單神經(jīng)元水平。Neuralink的大量柔性電極可以跟單個(gè)神經(jīng)元建立電信號(hào)聯(lián)系，且會(huì)隨大腦浮動(dòng)，顯著減少電極對(duì)腦組織的損傷。吳勁松稱，Neuralink的硬件集成工藝優(yōu)秀，能把設(shè)備做得足夠小、功率足夠低，從而不產(chǎn)生局部發(fā)熱。在工程技術(shù)和產(chǎn)品工藝上，國內(nèi)團(tuán)隊(duì)還存在可觀差距。

“我們和馬斯克的區(qū)別在于信號(hào)帶寬和安全性的權(quán)衡，而不在于絕對(duì)的優(yōu)劣。”洪波稱，腦電信號(hào)帶寬代表著信號(hào)的可解讀性和精度，其產(chǎn)品的帶寬肯定不如Neuralink，但侵入式產(chǎn)品向腦內(nèi)植入電極的風(fēng)險(xiǎn)很高。由于侵入式腦機(jī)接口需在顱骨上開洞并嵌合傳感器，切口與器件一旦契合不夠完美，就存在腦內(nèi)細(xì)菌感染等風(fēng)險(xiǎn)。其次，柔性電極雖避免了電極對(duì)腦細(xì)胞的損傷，但仍無法避免大腦對(duì)外來物的排異反應(yīng)。免疫細(xì)胞會(huì)在金屬電極表面聚集，形成“結(jié)痂”，長此以往將顯著影響電極的工作效率。而且，采用侵入式腦機(jī)接口，患者在手術(shù)后需要更多時(shí)間在醫(yī)院內(nèi)觀察。

中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院高級(jí)工程師、微靈醫(yī)療科技有限公司創(chuàng)始人李驍健向《中國新聞周刊》表示，理想狀態(tài)下，電極越多越密，腦神經(jīng)電信號(hào)的空間分辨率就越高，而且越能反映單一神經(jīng)元的活動(dòng)。但實(shí)際操作中，電極“很占地兒”，會(huì)把神經(jīng)元擠壞，屬于有損檢測(cè)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，因排異反應(yīng)的“結(jié)痂”問題會(huì)造成電極壽命不長，用幾個(gè)月信號(hào)就明顯變差。信號(hào)不足以做解碼的時(shí)候就只能手術(shù)取出電極，且取出電極的區(qū)域腦組織環(huán)境已被破壞，無法再次植入。侵入式腦機(jī)接口的安全性和復(fù)用性目前依然未解決。

找到白皓前，洪波團(tuán)隊(duì)的第一名受試者是54歲的患者楊峰。他于去年10月24日在首都醫(yī)科大學(xué)北京宣武醫(yī)院接受了相同的腦機(jī)接口手術(shù)。該患者2009年同樣因車禍造成高位截癱，但其右臂活動(dòng)性比白皓稍好，不僅能操控機(jī)械手進(jìn)行抓握，還能完成喝水的操作，其抓握準(zhǔn)確率超90％。

洪波表示，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和兩例人體試驗(yàn)都證明了這套裝置的安全性和有效性。團(tuán)隊(duì)當(dāng)前的目標(biāo)是先讓第一版技術(shù)成熟，拿到國家批準(zhǔn)的醫(yī)療器械注冊(cè)證，再考慮探索適應(yīng)證。未來，隨著設(shè)備能力提升，腦機(jī)接口的應(yīng)用范疇將從患者的“第三只手”過渡到行走、運(yùn)動(dòng)。從原理上來說，語言解碼，腦電刺激治療癲癇、抑郁癥、漸凍癥等都是潛在應(yīng)用領(lǐng)域，未來的腦機(jī)接口或?qū)⒊蔀橥ㄓ眯歪t(yī)療器械，造福多種神經(jīng)退行性疾病的患者。

半侵入式或成為國內(nèi)技術(shù)路線

洪波稱，不少患者拒絕參加腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)的原因在于擔(dān)心手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、后遺癥等方面，因此在國內(nèi)，采取半侵入式的折中方案，才有可能說服患者參加試驗(yàn)。這也意味著，非侵入式、半侵入式的設(shè)計(jì)或優(yōu)先成為國內(nèi)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)路線。

招募患者只是腦機(jī)接口技術(shù)向臨床應(yīng)用推進(jìn)的困難之一。李驍健表示，腦機(jī)接口還處于臨床科研階段，正在從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)向人體試驗(yàn)過渡，需要一些樣本和先例。美國在創(chuàng)新型醫(yī)療器械方面走在世界前列，評(píng)審監(jiān)管經(jīng)驗(yàn)比較豐富。Nerualink的方案在美國也只是剛進(jìn)入科研級(jí)臨床人體試驗(yàn)，出于安全考慮，這樣的方案放在國內(nèi)將難以獲批。

按照國務(wù)院2021年發(fā)布的《醫(yī)療器械監(jiān)督管理?xiàng)l例》，創(chuàng)新型醫(yī)療器械進(jìn)入人體試驗(yàn)前，要通過安全性和倫理兩層審查。洪波表示，安全性檢驗(yàn)涉及電氣安全、生物相容性等數(shù)十項(xiàng)測(cè)試，由專門的機(jī)構(gòu)進(jìn)行。倫理審查則由醫(yī)院組織的倫理審查委員會(huì)進(jìn)行。楊峰和白皓這兩例試驗(yàn)在去年5月和8月分別通過了倫理審查。在洪波看來，研究團(tuán)隊(duì)需要讓倫理審查委員會(huì)的專家相信，患者的收益遠(yuǎn)大于其承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)。侵入性腦機(jī)接口顯然還不具備這樣的條件。多位受訪者表示，Neuralink在人體試驗(yàn)前并沒有提供完善的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)控制證據(jù)。

在洪波看來，倫理審查機(jī)制不是腦機(jī)接口臨床轉(zhuǎn)化的堵點(diǎn)，國內(nèi)的倫理審查規(guī)范程度不落后于歐美，只要具備足夠的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以及第三方機(jī)構(gòu)出具的安全性檢驗(yàn)報(bào)告，通過倫理審查不會(huì)有困難。難點(diǎn)在于，國內(nèi)整體倫理審查標(biāo)準(zhǔn)更高，產(chǎn)品進(jìn)入臨床的條件更嚴(yán)苛。李驍健則表示，侵入式腦機(jī)接口器械是新技術(shù)，國內(nèi)能做安全性檢驗(yàn)的機(jī)構(gòu)只有很少幾家，人手和設(shè)備都有限，經(jīng)常需要排隊(duì)申請(qǐng)，這在某種程度上也拖慢了臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)度。

去年10月，科技部等10部門印發(fā)的《科技倫理審查辦法（試行）》指出，包括腦機(jī)接口在內(nèi)的七項(xiàng)人體實(shí)驗(yàn)技術(shù)需進(jìn)行嚴(yán)格的倫理審查，在臨床單位的倫理委員會(huì)審核后還須上報(bào)國家衛(wèi)健委。今年2月2日，科技部發(fā)布了國家科技倫理委員會(huì)人工智能倫理分委員會(huì)研究編制的《腦機(jī)接口研究倫理指引》，這是國內(nèi)首部針對(duì)腦機(jī)接口的倫理規(guī)范。該指引指出，侵入式腦機(jī)接口研究應(yīng)相對(duì)于非侵入式有更嚴(yán)格的規(guī)范，在有充分科學(xué)證據(jù)的前提下，需經(jīng)過嚴(yán)格審慎的評(píng)估程序來確定采用侵入式腦機(jī)接口的必要性。

國內(nèi)腦機(jī)接口企業(yè)在臨床轉(zhuǎn)化上動(dòng)作不斷。2022年，上海腦虎科技有限公司獲得超9700萬元融資，開發(fā)了基于蠶絲材料的柔性電極，組織相容性和安全性超過同類產(chǎn)品。目前，該柔性腦機(jī)接口系統(tǒng)已獲藥監(jiān)局臨床審批，正處于征召志愿者階段，主要針對(duì)漸凍癥和高位截癱群體。武漢衷華腦機(jī)融合科技發(fā)展有限公司開發(fā)了植入式腦機(jī)接口系統(tǒng)，最大通道數(shù)可達(dá)Neuralink產(chǎn)品的20倍，已通過專家組認(rèn)定成為“全球首創(chuàng)”，目前也已結(jié)束動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，向人體試驗(yàn)進(jìn)發(fā)。

在美國從事了8年視覺和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的植入式腦機(jī)接口技術(shù)研究后，2018年，李驍健回國，次年，他和同事創(chuàng)辦了微靈醫(yī)療。過去5年里，他見證了腦機(jī)接口從“不受待見”到成為“風(fēng)口”。在他看來，腦機(jī)接口做醫(yī)療級(jí)成果轉(zhuǎn)化的初衷就是實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用。現(xiàn)在神經(jīng)退行性疾病還是不治之癥，這源于對(duì)人腦的了解太少。李驍健舉例稱，神經(jīng)電脈沖精度是亞毫秒級(jí)的，但是用于繪制大腦動(dòng)態(tài)圖譜的核磁共振的測(cè)量精度為秒級(jí)，時(shí)間分辨率差了上千倍。人腦科學(xué)研究的滯后是對(duì)腦機(jī)接口應(yīng)用的根本限制。企業(yè)在成果轉(zhuǎn)化布局中，一要致力于通過植入式腦機(jī)接口技術(shù)推進(jìn)人腦科學(xué)研究，二要將較為成熟的技術(shù)進(jìn)行醫(yī)療推廣和普及。

吳勁松認(rèn)為，目前，腦機(jī)接口技術(shù)突破大多在工藝方面，對(duì)于腦信號(hào)編解碼背后的科學(xué)原理還缺乏更深刻的了解。關(guān)于身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)解碼比較容易，但語言這類功能會(huì)更復(fù)雜，編解碼工作非常困難。至于記憶或者意識(shí)，其本質(zhì)是不是電信號(hào)尚未確定，在不清楚本質(zhì)的情況下，所謂上傳或者意識(shí)永生也無從談起。他舉例稱，人類的很多情緒反應(yīng)并不基于電信號(hào)，而是基于多巴胺等化學(xué)物質(zhì)在神經(jīng)細(xì)胞之間的傳遞，這種信號(hào)的模擬還未起步。

在李驍健看來，雖然腦機(jī)接口技術(shù)仍處在臨床科研階段，但其產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈已初具規(guī)模。國內(nèi)微納米加工技術(shù)較成熟，電子元器件的供應(yīng)鏈很完善，腦機(jī)接口的耗材不成問題。軟件解碼能力和支撐算力方面目前用于腦機(jī)接口也是足夠的。下游應(yīng)用方面，根據(jù)中國殘疾人聯(lián)合會(huì)官網(wǎng)數(shù)據(jù)，國內(nèi)有至少130萬脊髓損傷患者。吳勁松表示，腦機(jī)接口帶來的治療邏輯是從0到1的突破，將為這些患者帶來生活方式的質(zhì)變。

腦機(jī)接口還為楊峰帶來了意外之喜。洪波表示，在訓(xùn)練進(jìn)行到兩個(gè)月的某天，楊峰對(duì)研究人員說了句：“你的手好冷啊。”在場(chǎng)的人都驚呆了。楊峰自己也顯得不知所措，他的手已經(jīng)十多年沒感受到冷熱了。不僅如此，他還發(fā)現(xiàn)自己的手指有了抓握的感覺。

洪波表示，受損的神經(jīng)纖維可能因?yàn)椴粩嘤?xùn)練而有所恢復(fù)，這可以通過數(shù)據(jù)證實(shí)，目前這部分研究正待發(fā)表。美國匹茲堡大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教授安德魯·施瓦茨也對(duì)《中國新聞周刊》提到，大多數(shù)腦機(jī)接口的使用效果會(huì)隨著訓(xùn)練而改善，這與神經(jīng)可塑性有關(guān)，有點(diǎn)像大腦在學(xué)習(xí)使用新的視頻游戲控制器，會(huì)越來越熟練。腦機(jī)接口將有助于研究人類大腦，這也是其價(jià)值所在。

（文中白皓、楊峰為化名）

發(fā)于2024.3.4總第1130期《中國新聞周刊》雜志

雜志標(biāo)題：腦機(jī)接口接入現(xiàn)實(shí)

記者：周游

大家好，今天分享一篇來自小白系統(tǒng)官網(wǎng)（xiaobaixitong.com）的圖文教程。不知道有沒有聽說過使用鍵盤來控制鼠標(biāo)的操作呢，這樣可以在不損壞鼠標(biāo)或鼠標(biāo)損壞的情況下進(jìn)行更換。本文教您如何使用鍵盤來詳細(xì)控制鼠標(biāo)。

如今，我們生活在技術(shù)時(shí)代，計(jì)算機(jī)已成為不可或缺的一部分。有時(shí)會(huì)遇到這樣的難題：臺(tái)式計(jì)算機(jī)的鍵盤沒有鼠標(biāo)，感覺使用快捷鍵很麻煩，然后就有了用鍵盤代替鼠標(biāo)的想法。但是，這個(gè)想法是完全可以實(shí)現(xiàn)的。下面，作者演示了使用鍵盤控制鼠標(biāo)的技術(shù)。

1.右鍵單擊開始圖標(biāo)以打開“控制面板”

2.在查看模式下選擇“大圖標(biāo)”，然后選擇“輕松使用設(shè)置中心”

3.單擊“更改鼠標(biāo)用法”

4.在設(shè)置頁面中，根據(jù)各項(xiàng)內(nèi)容的文字描述進(jìn)行設(shè)置，例如“指針移動(dòng)速度”，“按Ctrl加快，按Shift降低速度”，“使用鼠標(biāo)按鈕，啟用和禁用NumLock”此時(shí)” 。設(shè)置完成后，按“確定”即可設(shè)置。

件介紹

本次介紹的 Mouse Without Borders（無界鼠標(biāo)） 是微軟官方推出的免費(fèi)軟件，通過一個(gè)鼠標(biāo)和鍵盤控制多臺(tái)電腦，實(shí)現(xiàn)跨多臺(tái)電腦的無縫操作。

通過它可以實(shí)現(xiàn)：

• 操控多臺(tái)電腦
• 不同電腦之間拖放文件。方便地在不同電腦之間共享內(nèi)容
• 剪貼板共享。可以在一個(gè)電腦上復(fù)制文字或文件，然后粘貼到另一個(gè)電腦上，就像在同一臺(tái)電腦上操作一樣。

使用很簡單，簡單的設(shè)置就可以完成，無須額外的硬件優(yōu)勢(shì)要求。

下載安裝使用

本小結(jié)介紹下載安裝使用。

1、下載軟件

直接到微軟官方下載，下載地址：https://www.microsoft.com/en-us/download/confirmation.aspx?id=35460

下載的文件 MouseWithoutBordersSetup.msi ，很小的一個(gè)文件，只有1M多。

2、安裝軟件

直接雙擊文件，會(huì)彈出安裝向?qū)В凑障驅(qū)崾景惭b：

點(diǎn)擊 Install 即可安裝：

安裝完成。

3、使用軟件

先在其中一臺(tái)電腦打開軟件，生成一個(gè)key（安全碼），然后需要同時(shí)操作的電腦都安裝運(yùn)行這個(gè)軟件，都使用相同的key即可。

軟件智能化程度較高，同一局域網(wǎng)下的電腦都能自動(dòng)識(shí)別：

注意一點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計(jì)算機(jī)名不能相同。

這樣設(shè)置，鼠標(biāo)鍵盤（內(nèi)置和外置）都可以同步（雙向）了。

總結(jié)

該軟件安裝配置都特別簡單，只需要一次設(shè)置，然后就可以愉快的共享鍵鼠了。

安全方面，這是微軟推出的，這個(gè)公司技術(shù)實(shí)力強(qiáng)大。軟件使用加密技術(shù)確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕Ｗo(hù)用戶的隱私和數(shù)據(jù)安全。此外，只有在安裝了 Mouse Without Borders 軟件的電腦之間才能建立連接，因此不會(huì)有未經(jīng)授權(quán)的訪問。