1200公里外的(de)上海(hai)交通大学智能(neng)人机交互与认(ren)知工(gong)程上海(hai)高校重点实验室，一位受试者坐在一台特殊设备前，她注视油画的(de)眼动、脑波(bo)被(bei)精密记录，用以解(jie)读内心的(de)情绪变化。

这(zhe)两个看似互不相关的(de)场景，都指向了(le)一项令人振奋的(de)科技突(tu)破：非侵入式脑机接口技术。它通过解(jie)析大脑活动信号，建立人脑与外部设备之(zhi)间的(de)直接通信渠道，有(you)望为瘫痪患者重获行动能(neng)力、为普(pu)通人类增强认(ren)知能(neng)力开辟新的(de)可能(neng)。

日前，羊城晚报记者走近这(zhe)项新技术，感(gan)受这(zhe)股人类与世界互动的(de)全新力量，了(le)解(jie)其最新的(de)应用场景与未来可预期的(de)应用领域。

应用场景 1

瘫痪患者用“脑”控(kong)制病房设备

因一场意外，林希不幸成为高位脊髓损伤患者，颈部以下、四肢(zhi)全无(wu)功能(neng)。在广东省工(gong)伤康复医院的(de)智慧病房里，他第一次戴(dai)上脑机AI头(tou)环(huan)。

在技术人员的(de)指引下，他很快掌握(wo)了(le)使用这(zhe)套系统控(kong)制病房内设备的(de)要领。他所需要做的(de)，就是(shi)通过头(tou)部轻微摆动、眨眼等简(jian)单的(de)动作来发(fa)出指令。

只见(jian)他专注地盯着眼前的(de)显示屏，轻轻眨眼，原(yuan)本昏暗的(de)房间就亮起灯光(guang)。在技术人员的(de)指导下，林希还用脑机AI头(tou)环(huan)控(kong)制电脑，实现(xian)浏览网页、购物等操作。

隔空控(kong)物，这(zhe)一科幻片中的(de)“超(chao)能(neng)力”，如今已是(shi)脑机接口技术正在实现(xian)的(de)典(dian)型功能(neng)，造(zao)福着林希这(zhe)样的(de)残障人士。

“对于这(zhe)类患者来说，借助脑机接口技术，就像为他们重新打开了(le)一扇窗。”广东省工(gong)伤康复医院脊髓损伤康复科主任杨幸华介绍(shao)，患者可通过佩戴(dai)脑机AI头(tou)环(huan)，移动控(kong)制光(guang)标，配合(he)眨眼信号，实现(xian)点击(ji)操作。无(wu)论是(shi)开关灯、调节空调温度、开关电视，还是(shi)控(kong)制病床升降，这(zhe)些原(yuan)本需要他人协助的(de)日常操作，现(xian)在都可以通过“意念”来完成。

如今，该(gai)院有(you)两间这(zhe)样的(de)智慧病房，可容纳4张病床。自2019年以来，已经有(you)54位患者应用过这(zhe)套智慧病房系统。

“最令人欣慰的(de)是(shi)看到患者重获一定(ding)对生活环(huan)境的(de)控(kong)制能(neng)力。”杨幸华说，“这(zhe)不仅提升了(le)他们的(de)生活质量，更重要的(de)是(shi)让他们在某种(zhong)程度找回了(le)对日常生活的(de)掌控(kong)感(gan)。”

“这(zhe)个头(tou)环(huan)，其实就是(shi)用于实现(xian)鼠标的(de)功能(neng)，通过眨眼按确认(ren)，操作时需要比较高的(de)注意力。”杨幸华还告诉记者，曾有(you)名小(xiao)伙跳水时，不慎摔(shuai)伤导致(zhi)颈部脊髓受伤，日常需配呼吸机，气管切开不能(neng)说话(hua)的(de)他，通过这(zhe)套脑机AI头(tou)环(huan)设备，能(neng)自主控(kong)制电脑上网、使用聊(liao)天软件等，实现(xian)线上社交的(de)需求，生活质量得(de)到了(le)提高。

应用场景2

植物人误诊率(lu)从40%降至10%以下

在广东省工(gong)伤康复医院的(de)另一个科室，颅脑损伤康复科主任何艳斌和两位高校研究者正在为一位意识障碍患者杨一（化名）进行评估(gu)。不久前，杨一从植物人状态醒来。“过去(qu)，判断植物人是(shi)否有(you)意识主要依靠临床观察，误诊率(lu)高达40%。”何艳斌告诉记者，“现(xian)在，借助脑机AI头(tou)环(huan)，我们可以通过分析患者的(de)脑电波(bo)对特定(ding)刺激的(de)反应，将误诊率(lu)降低到10%以下。”

这(zhe)一技术突(tu)破意义重大。“它不仅帮助我们更准确地评估(gu)患者状况(kuang)，也为家属提供了(le)更明确的(de)愈后信息。”何艳斌说，这(zhe)对医疗资源的(de)合(he)理分配和治疗方案的(de)制定(ding)都有(you)重要指导意义。

在病房里，记者见(jian)到了(le)杨一的(de)太太。她告诉记者，丈夫(fu)因意外受伤，最初(chu)连(lian)头(tou)部都无(wu)法移动。“刚到医院时，他对什么都没反应。但医生诊断之(zhi)后说，他还有(you)意识，有(you)很大概率(lu)恢复一些功能(neng)。”她回忆说，“医生的(de)判断，给了(le)我坚(jian)持的(de)勇气和信心。经过八九个月的(de)治疗，他的(de)头(tou)能(neng)动了(le)，还会对我笑，虽然(ran)还不能(neng)说话(hua)。”

这(zhe)样的(de)进步来之(zhi)不易(yi)。广东省工(gong)伤康复医院采用的(de)脑机接口系统，不仅用于杨一日常生活辅(fu)助，还融入了(le)康复训(xun)练中。记者看到，杨一佩戴(dai)绑带(dai)式电极环(huan)，他面前的(de)电脑屏幕上正展示着不同人物的(de)照片，给他的(de)语义提示是(shi)识别自己的(de)照片，杨一通过视觉识别快速完成了(le)任务，电脑屏幕上给了(le)他一个“√”，同时伴随听觉鼓(gu)励。

“通过收集和分析脑电信号，医生可以更精准地评估(gu)患者的(de)意识和认(ren)知功能(neng)恢复情况(kuang)，并据此调整康复方案。”何艳斌说。

新一代系统在电极上做了(le)改进，采用干电极代替了(le)电极帽，操作上大大缩短了(le)准备时间。“过去(qu)做脑电图检查需要十(shi)几分钟准备时间，现(xian)在戴(dai)上就能(neng)用。这(zhe)对注意力难以长期集中的(de)患者来说非常重要。”何艳斌还告诉记者，医院正与广州琶洲实验室合(he)作开发(fa)更新一代系统，希望能(neng)将脑机接口技术与神经康复更紧密地结合(he)，帮助患者恢复更多运动功能(neng)，甚至实现(xian)步行。

应用场景3

为精神健康状况(kuang)拍张“X光(guang)片”

在上海(hai)交通大学智能(neng)人机交互与认(ren)知工(gong)程上海(hai)高校重点实验室，一位受试者正坐在一台特殊的(de)设备前。她眼前的(de)屏幕上，一幅油画缓缓呈现(xian)——画面中有(you)人物、桌椅(yi)和其他物件。此刻，她的(de)每一个眼球转动都被(bei)精密记录：首(shou)先注视人脸(lian)，然(ran)后是(shi)其他细节，这(zhe)种(zhong)观看顺序源自人类进化过程中形成的(de)本能(neng)反应。

这(zhe)台被(bei)称为情绪“X”光(guang)机的(de)设备，正是(shi)该(gai)实验室聚焦情感(gan)脑机接口研发(fa)，历(li)经六代迭代的(de)重要成果。过去(qu)十(shi)余年间，研究团(tuan)队已收集超(chao)过4000例(li)数(shu)据，包括正常人群和抑郁症患者。

在医学领域，抑郁症、焦虑症等精神疾病长期缺乏客观的(de)诊断标准。针对此，上海(hai)交通大学智能(neng)交互与认(ren)知工(gong)程上海(hai)高校重点实验室主任吕宝粮和团(tuan)队正借助脑机接口技术，寻找一种(zhong)新的(de)、客观的(de)诊断指标。

为了(le)获取(qu)客观的(de)生理数(shu)据，研究团(tuan)队选择(ze)了(le)脑电和眼动这(zhe)两种(zhong)最难伪装(zhuang)的(de)生理信号，并开发(fa)独特的(de)“交互范式”和诱(you)发(fa)素材。“我们的(de)目标是(shi)在短时间内诱(you)发(fa)出受试者的(de)各种(zhong)情绪状态，”吕宝粮说，“只有(you)这(zhe)样，我们才能(neng)发(fa)现(xian)病人和正常人之(zhi)间的(de)差异到底在哪里。差异越大，往往意味着情况(kuang)越需要关注。”

未来应用场景

脑机AI专注力训(xun)练产品即将推出

在广东，林希与杨一等患者正在使用的(de)脑机AI头(tou)环(huan)技术，来自于广州的(de)琶洲实验室。“现(xian)在脑机接口的(de)公司不少，有(you)很多产品，可以说是(shi)一个风口，处于爆(bao)发(fa)的(de)前夜(ye)。相信五年以后，这(zhe)个产业会有(you)很大的(de)变化。”华南理工(gong)大学教授、广州琶洲实验室常务副主任李远清认(ren)为，非侵入式脑机接口技术和产品目前尚处于实验室和应用的(de)交叉地带(dai)。他和团(tuan)队成立了(le)华南脑控(kong)（广东）智能(neng)科技有(you)限公司，推动更多脑机接口技术产品走出实验室。

李远清介绍(shao)，脑机AI头(tou)环(huan)还可用于正念冥想、防晕车和晕船等干预大脑的(de)场景。团(tuan)队最新研发(fa)了(le)脑机AI专注力训(xun)练系统，产品即将推出。

在上海(hai)，情绪“X”光(guang)机也正在其他领域显示出巨大潜力。“我们正与多家运输(shu)企业合(he)作，开发(fa)面向长途客运司机的(de)情绪异常检测系统；与多家航空公司展开合(he)作，探讨用这(zhe)项技术为飞行员定(ding)期体(ti)检，及时发(fa)现(xian)情绪异常。”吕宝粮说。

“新”对话(hua)

情绪“X”光(guang)机已进入产业化阶(jie)段(duan)

国产替代后成本可降至6万(wan)元左右

羊城晚报：请您简(jian)单科普(pu)脑机接口技术原(yuan)理。

李远清：每个人的(de)大脑都在不断产生电信号，这(zhe)些微弱的(de)电流携带(dai)着我们的(de)意图、情绪和思维活动。这(zhe)些转瞬(shun)即逝的(de)电信号，成为连(lian)接人类意识与外部世界的(de)桥梁，让“意念控(kong)制”触手(shou)可及。

羊城晚报：情绪“X”光(guang)机产业化进展情况(kuang)如何？

吕宝粮：目前，情绪“X”光(guang)机已进入产业化阶(jie)段(duan)。如果使用进口零部件，单台设备的(de)成本大约(yue)是(shi)53万(wan)元，国产替代后的(de)成本可以降到6万(wan)元左右，随着用户量的(de)增加和技术的(de)成熟，成本还会进一步降低。我们的(de)目标是(shi)让这(zhe)项技术惠及更多人。

羊晚政见(jian)

脑机接口技术：

在发(fa)展中审视，于突(tu)破中前行

在科技迅猛发(fa)展的(de)浪潮中，脑机接口技术宛如一颗璀璨夺(duo)目的(de)新星，其发(fa)展速度之(zhi)快令人惊叹。马斯克脑机接口公司的(de)芯片植入进展顺利，上海(hai)首(shou)例(li)国产脑机接口植入手(shou)术成功……无(wu)论是(shi)侵入式还是(shi)非侵入式脑机接口技术，国内国外均(jun)呈现(xian)强劲的(de)发(fa)展势头(tou)。

从应用前景来看，脑机接口技术开启了(le)无(wu)限可能(neng)。侵入式脑机接口在治疗神经系统疾病方面有(you)着巨大潜力，除了(le)当下针对帕金森病、癫痫、渐冻症等的(de)治疗探索，未来还可能(neng)为瘫痪患者带(dai)来肢(zhi)体(ti)控(kong)制和感(gan)觉恢复的(de)希望曙光(guang)。而非侵入式脑机接口则在可穿戴(dai)设备领域异军突(tu)起，头(tou)戴(dai)式、眼镜式等轻便设备的(de)普(pu)及，让脑机接口技术更贴近大众生活，有(you)望在日常生活辅(fu)助、娱乐交互等领域发(fa)挥重要作用。

我们在为技术的(de)飞速进步欢呼雀跃之(zhi)时，也须清醒地认(ren)识到其背后潜藏的(de)问题。

例(li)如技术层面，侵入式脑机接口面临着植入手(shou)术风险、植入物长期稳定(ding)性等挑(tiao)战；非侵入式脑机接口则受困于信号噪声干扰大、长期稳定(ding)性欠(qian)佳等制约(yue)。

伦理问题也不容忽(hu)视。大脑信息蕴含个人思想与情感(gan)，一旦泄露，后果不堪(kan)设想。

应该(gai)看到，行业发(fa)展进势之(zhi)下，专门针对脑机接口设备研发(fa)、生产、使用等环(huan)节的(de)监管标准与规范仍有(you)待建立健全。