日前，第二十五屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)在合肥舉行。主論壇上，中國(guó)科協(xié)發(fā)布2023年10個(gè)重大科學(xué)問(wèn)題、9個(gè)工程技術(shù)難題和10個(gè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)問(wèn)題（10個(gè)）。其中， “將腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用到臨床醫(yī)療”這一新奇的工程技術(shù)難題引起了廣大醫(yī)學(xué)科研人員的關(guān)注。
腦機(jī)接口是指在人或動(dòng)物腦與外部設(shè)備間創(chuàng)建的直接連接通路，不依賴于腦的正常輸出通路（外周神經(jīng)系統(tǒng)及肌肉組織）的腦-機(jī)（計(jì)算機(jī)或其他裝置）的一種全新通信和控制技術(shù)。腦機(jī)接口是大腦和外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接通路，它既是神經(jīng)修復(fù)最有效的工具，是目前能完全解決癱瘓、中風(fēng)、帕金森等患者神經(jīng)功能受損的有效手段，此外它還是全面解析認(rèn)識(shí)大腦的核心關(guān)鍵技術(shù)，是國(guó)際腦科學(xué)最前沿研究的重要工具。腦機(jī)接口通過(guò)在大腦與外部設(shè)備之間建立一種直接的信息通路。近年來(lái)，隨著腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和人工智能等學(xué)科的迅速發(fā)展，使得我們對(duì)大腦功能和疾病有了更深入的理解，促進(jìn)了智慧醫(yī)療的創(chuàng)新。通過(guò)腦機(jī)接口技術(shù)，有望實(shí)現(xiàn)更快速、精確和個(gè)性化的醫(yī)療診斷和治療，為患者提供更好的醫(yī)療服務(wù)。然而，在腦機(jī)接口賦能智慧醫(yī)療的道路上，也存在許多挑戰(zhàn)，例如：腦機(jī)接口泛化性、腦機(jī)接口范式設(shè)計(jì)、個(gè)性化生物標(biāo)記物的尋找；以及臨床應(yīng)用方面的腦機(jī)交互設(shè)備的自然性等問(wèn)題。1924年，德國(guó)精神科醫(yī)生漢斯·貝格發(fā)現(xiàn)了腦電波，人們注意到意識(shí)可以轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)并被讀取。以此為基礎(chǔ)，腦機(jī)接口技術(shù)開始起步并逐步發(fā)展。1969年德裔美國(guó)神經(jīng)學(xué)家埃伯哈德·費(fèi)茲將猴大腦中的一個(gè)神經(jīng)元連接到一個(gè)儀表盤，這只猴成為第一個(gè)真正的腦機(jī)接口被試對(duì)象。
此后科學(xué)家嘗試通過(guò)解碼大腦電信號(hào)準(zhǔn)確控制外部設(shè)備，1970—2000年腦機(jī)接口進(jìn)入科學(xué)論證階段。1978年，威廉·多貝爾為一位盲人視覺(jué)皮層植入68個(gè)電極的陣列，成功制造了光幻視。1998年，Emory大學(xué)菲利普·肯尼迪和羅伊·巴凱為鎖閉綜合征患者植入“運(yùn)動(dòng)神經(jīng)假體”，實(shí)現(xiàn)對(duì)電腦光標(biāo)的控制。1998年，布朗大學(xué)約翰·多諾霍團(tuán)隊(duì)用電線將人腦和大型主機(jī)相連，使人腦能對(duì)其他設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。 進(jìn)入21世紀(jì)，腦機(jī)接口技術(shù)從科學(xué)論證階段逐步走向應(yīng)用試驗(yàn)階段。世界多國(guó)科研高校投入腦機(jī)接口研究，不僅有Neuralink為代表的公司推出概念產(chǎn)品，谷歌、微軟、Facebook等科技公司也都明確支持腦機(jī)接口技術(shù)研發(fā)。腦機(jī)接口的核心是充分發(fā)揮人腦的優(yōu)勢(shì)，繞過(guò)人體自身器官，大腦直接與外界裝備進(jìn)行高效互動(dòng)。其核心挑戰(zhàn)在于，如何在最低限度損傷大腦和最大限度利用大腦之間達(dá)到平衡。相比非植入式腦機(jī)接口，植入式腦機(jī)接口在神經(jīng)信號(hào)質(zhì)量和神經(jīng)調(diào)控精度等關(guān)鍵性能上有著天然的優(yōu)勢(shì)，不過(guò)植入手術(shù)對(duì)大腦的創(chuàng)傷、植入器件長(zhǎng)期在體的安全性等問(wèn)題仍是當(dāng)前的研究瓶頸。中國(guó)的腦機(jī)接口研發(fā)，還面臨幾大挑戰(zhàn)。一是安全性和有效性難以兼得，限制了腦機(jī)接口技術(shù)的大范圍運(yùn)用。二是腦機(jī)接口的有效帶寬，即到底植入多少個(gè)電極足以基本涵蓋大腦重要活動(dòng)或滿足特定功能需求，仍是一個(gè)未知數(shù)。三是海量神經(jīng)信號(hào)的處理仍是難題。四是社會(huì)普遍關(guān)注的腦機(jī)安全與倫理風(fēng)險(xiǎn)。2023年，北京腦科學(xué)與類腦研究中心和首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院共建了“北腦—天壇臨床醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)室”，北京市重點(diǎn)推動(dòng)的“智能腦機(jī)系統(tǒng)增強(qiáng)計(jì)劃”正式啟動(dòng)。
