“读脑术”照进现实

在科幻影片中，我们经常会看到这样的场景：冬日战士可以通过机械臂自由地战斗，X教授可以通过意念控制他人的思想。电影《黑客帝国》为我们描绘了这样的画面：通过在脑后插入一根线缆就能够畅游数字世界；只需一个意念就能改变“现实”。这些看起来“天马行空”的想象，出于早就存在的脑机接口技术。

脑机接口的发展源于人类拓展大脑智能的渴望。早在1924年，德国医生汉斯·伯格首次发现并无创记录了人的脑电波。1969年，美国华盛顿大学医学院利用猴子进行脑电生物反馈的研究，标志着脑机接口技术开始成形。

通俗来说，脑机接口是一种“读脑术”，通过对人类大脑活动进行实时监测，根据监测分析解读出人们想表达的控制指令是什么。随着生物医学、通信和人工智能技术的显著提升，脑机接口技术实现了跨越式发展，利用脑机接口控制电脑、机械臂的技术已经从实验室逐渐走向临床应用。

近年来，脑机接口技术正在走向爆发期。现有的技术主要分为植入式和非植入式两大类。植入式脑机接口需要通过手术在大脑中植入电极或芯片，记录大脑局部场电位、单个神经元的活动和多个神经元活动。这种方式获取的大脑信号质量好，时间和空间解析度高。但是因为开颅手术风险较大，目前植入式技术在动物上应用较多，对人类的研究多限于瘫痪患者等特殊群体。

非植入式脑机接口无须开刀，直接从大脑外部采集大脑信号。常用的非植入式信号有脑电图（EEG）、功能性近红外光谱（fNIRS）和功能性磁共振成像（fMRI）等，其中以EEG最为常见。EEG通常由头戴脑电帽通过电极从头皮上采集。相对于植入式，非植入式技术在日常生活中的应用也将更为广泛，发展前景巨大。

当前，脑机接口还是一个前沿领域，处于研究阶段的多，能落地应用的少，要达到规模化应用，还有很长一段路要走。未来，脑机接口技术将面临诸多挑战。如植入式脑机接口仍然需要通过手术植入芯片，这种方式不友好，也会给人带来风险。随着时间的推移，疤痕组织会缠绕电极，这类因素将导致电极信号的不断衰减。又如，植入式脑机接口仅靠电池维持运行，一旦电量耗尽，需要更换电池，这对于病患而言十分不便。