青春华章｜当“意念控制”成真，脑机接口技术让科幻照进现实|日本韩国欧美
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中新网天津11月22日电(记者 高萌)穿上外骨骼，戴上脑电帽等设备，借助屏幕画面意念控制可实现外骨骼辅助下迈步行走；航天员在太空中借助脑控系统，直接通过大脑信号操控设备……
初冬时节，记者随“青春华章·踏浪新质潮”网络主题宣传与互动引导活动采访团来到天津大学，这里的脑机交互与人机共融海河实验室里，涌动着创新热潮。
人类的大脑是一台比任何超算都精密的“生物计算机”，如果大脑可以直接与外部设备联动起来，那么人类就真的能探索实现“心想事成”了。而脑机接口，正是实现“脑控”的重要技术，它通过识别大脑活动时的脑电波特征读取大脑意图，实现人与机器或外部环境之间的交互。
多年来，天津大学团队在非侵入式脑机接口方向集中力量攻关。在天津大学医学院，宋西姊教授向记者回忆起一个故事：在当地三甲医院，一位年轻的癫痫患者不得不通过侵入式的植入电极进行癫痫灶定位进而摘除病灶，这种方式虽然能达到毫米级的空间分辨率，却有感染风险。“她虽然剃光了头发，但还是爱美的，麻醉前她问，植入电极后能不能给我拍张照片？”这一幕让宋西姊备受触动，“我无比尊重她面对疾病的勇气，但也深感我们必须要把我们的无创技术尽快向临床推广，让癫痫患者不再惧怕癫痫定灶检查。”
如今，宋西姊团队通过超声空间编解码脑电技术，初步实现了无创毫米级脑电信号解析，并投入临床试验。
像这样的脑机接口技术在天津大学不断涌现：“神工—神篙”技术，通过脑脊液循环动力学及无创脑机接口技术，依托采集脑电数据对患者进行认知判断等方法，将脑积水的诊断时间从传统的几天缩短为30分钟，并且大大降低医疗支出；“神工—神耳”能为大脑的听觉感知进行精密“体检”；“神工—神心”可以实现抑郁等精神疾病的客观诊断……
研究人员介绍，除了临床，脑机接口技术还能被应用于很多领域。工作人员戴上脑电帽，通过脑电波能够控制小车避障行驶，还能在游戏画面中走迷宫，未来这可以应用在无人物流、极端环境救援或消费场景中。在太空环境中，身着厚重航天服的航天员行动不便，可以通过直接解码大脑信号来控制机械臂等外部设备，也可以通过大脑信号监测航天员情绪和负荷等，采取方法调节航天员状态。
在实验室里，记者还看到了一项“黑科技”：片上脑-机接口技术。团队成员邵文威介绍，片上脑是通过干细胞培养技术，在体外培养一个“大脑”，它具备生物大脑的基本特性，再为其加装上电极芯片，使得科学家能对其进行信号输入或解码电活动向外部发出指令，进而实现特定功能，如自主控制机器人避障、抓取物体等。
邵文威表示，“片上脑-机接口的一大优势是能大大降低能耗。另外，它作为生物智能具备神经可塑性，可以培养持续学习、泛化学习、联想学习能力，还可以与人工智能耦合，实现混合智能领域的新尝试。”
今年7月，工信部等七部门发布 《关于推动脑机接口产业创新发展的实施意见》 。文件提出，到2027年，脑机接口关键技术取得突破，到2030年培育2至3家有全球影响力的领军企业，构建具有国际竞争力的产业生态。
作为响应国家战略的举措，天津大学设立了全国首个脑机接口本科专业，面向在校学生进行二次选拔。天津大学医学院副院长杨佳佳介绍，脑机接口是一个高度交叉的学科，涉及生物医学、材料、机械等多个领域，天津大学采用“项目制”培养模式，打破独立的专业课程模式，让学生每学期都完成项目，如大一的“意念控制小球”等，通过实际操作整合多学科知识。
从医疗康复、智能交互到未来人工智能领域，脑机接口承载着人类突破自身认知边界、实现人机深度共融的未来想象，正在让“科幻”变为现实。(完)
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