今年5月，全球首例非人靈長類動物（猴）“介入式腦機接口試驗在北京完成，讓市場和資本對于腦機接口這一領域更為關注。而作為研究腦機接口20余年的學者，上海大學機電工程與自動化學院教授、醫(yī)學院教授楊幫華以腦電波信號處理、腦機接口結合虛擬現(xiàn)實技術及其工程應用為主要研究方向，切身感受到了行業(yè)冷暖的變遷。

(資料圖片僅供參考)

8月19日，在2023世界機器人大會上，楊幫華接受了包括《每日經(jīng)濟新聞》在內的媒體的現(xiàn)場采訪。她感慨“2003年的時候國內沒有幾個人知道腦機接口這個概念，隨著國內廣大同行在各個方面持續(xù)努力，特別是馬斯克給猴子植入式做腦控游戲之后，現(xiàn)在投資機構也越來越多了”。

在楊幫華看來，目前中國腦電波解碼技術與發(fā)達國家間的差距已經(jīng)不大了，甚至在某些信號的解碼技術已經(jīng)逼近國際水平，但國內腦機接口的硬件和材料技術仍落后于發(fā)達國家，電極、高性能芯片等腦機接口的關鍵元器件，仍需更加穩(wěn)定可靠，產(chǎn)業(yè)配套措施也需要提前做好預備，這些都需要時間。

上海大學機電工程與自動化學院教授、醫(yī)學院教授楊幫華。 圖片來源：主辦方供圖

AI新型算法大大提高腦電信號的解析精度

過去幾年，楊幫華團隊聚焦腦卒中患者肢體運動功能障礙，將研究成果應用于腦卒中病人的神經(jīng)康復訓練。

楊幫華表示，腦機接口技術通過探測人在執(zhí)行特定任務的時候產(chǎn)生的腦電波，分析大腦的意圖，再把它轉換成控制命令，從而驅動各種外部設備。在神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面，現(xiàn)有的物理治療手段大多是被動的方式，在康復的過程當中，患者本身的大腦沒有主動的參與過程。

而腦機接口技術通過探測腦電波，判別患者是否有主動完成康復動作的意圖，確認后隨即將命令反饋給患者本身和康復機器人等外部設備，從而構成一個閉環(huán)的神經(jīng)康復訓練系統(tǒng)，實現(xiàn)了從大腦到肢體，肢體到大腦的康復過程。這一應用不僅會縮短患者的康復訓練時間，促進患者積極治療意愿，提高康復效果。

不過，這種基于運動想象的腦機接口在腦電波解碼上面臨更高的技術要求。據(jù)楊幫華介紹，腦機接口常用的實驗范式包括P300、SSVEP、運動想象三種，前兩種對應的腦電波是人的眼睛在外界刺激下被動產(chǎn)生的，解決眼睛所看的問題；運動想象的腦電波是靠人的大腦想象特定的動作產(chǎn)生的，解決大腦所想。由于人很難高度持續(xù)集中注意力持續(xù)想象一個動作，基于運動想象產(chǎn)生的腦電波，解碼難度更高。未來仍需要科研人員和工程人員攻堅，比如通過引入人工智能的新型算法、多模態(tài)信號融合、個性化的動畫場景，使得腦電信號質量和解析精度可以大大提高。

楊幫華表示，在腦機接口的發(fā)展中，高校等研究機構主要關注技術發(fā)展，包括高性能信號采集技術，人工智能和算法在腦電波信號解析中的應用等。結合這些原理研發(fā)的原型樣機，應用于一些疾病時，需要與醫(yī)院合作開發(fā)相關的實驗范式以及系統(tǒng)。樣機開發(fā)完畢后，產(chǎn)品落地應用到醫(yī)院還有大量的臨床工作和推廣工作，如開發(fā)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性檢測這類驗證工作，需要企業(yè)參與，還需要應用方和患者反饋大量使用意見，才能推動腦機接口技術最終服務于臨床。

圖片來源：視覺中國（圖文無關）

單品投入在千萬級別，投資機構多在觀望

“（研究）開始的時候我們非常艱辛，其實也非常期望獲得更多資金的關注。”楊幫華告訴記者，據(jù)她保守估計，一個腦機接口產(chǎn)品的資金投入大概在千萬級別，雖然目前有越來越多的投資機構關注到腦機接口這一賽道，但由于技術超前，投資回報不確定，持觀望態(tài)度者居多。

技術仍不成熟是一個原因。目前，腦機接口分為侵入式、非侵入式和介入式三種，侵入式以埃隆·馬斯克旗下Neuralink公司為代表，獲取腦電信號精度最高，需要通過鉆透顱骨植入芯片，其應用在國外落地較多；非侵入式隔著頭皮采集腦電信號，獲取腦電信號精度最高但推廣最容易，是國內腦機接口應用的組成部分。楊幫華告訴記者，國內腦電極、高性能的放大電路、芯片等腦機接口關鍵元器件的穩(wěn)定性仍有待提高，與國外存在客觀差距。

另外，腦機接口技術在臨床應用的效果還缺乏數(shù)據(jù)支撐，其中有創(chuàng)的侵入式腦機接口很難開展大規(guī)模人體試驗，需要醫(yī)生、患者、企業(yè)各方配合，而且每做一例都需要耗費大量成本，短時間內很難積累出大量數(shù)據(jù)。

“也有投資方說腦機醫(yī)療器械付費難的問題。像這樣一個新技術，想納入國家的醫(yī)保和進入收費目錄靠的可不是一個人的力量。”楊幫華表示，目前業(yè)內不斷出現(xiàn)腦機接口相關的樣機和產(chǎn)品，但要想得到大規(guī)模的應用，還需要醫(yī)生根據(jù)患者使用數(shù)據(jù)進行評估，這個過程需要花費的時間不好評估。

但人才培養(yǎng)、法規(guī)保障等產(chǎn)業(yè)配套措施需要提前做好預備。楊幫華認為，國內腦科學數(shù)據(jù)的安全很重要，需要有關機構對正常人和患者的數(shù)據(jù)進行嚴格管理，而針對一些倫理的辦法也需要加強。

封面圖片來源：視覺中國