编者按：脑机接口是运用遍布脑部的电极传感器来接收大脑发出的、试图驱动肢体去完成某个动作的神经信号，再把这些神经信号转化成数字信号控制外部设备，同时外部设备也可把信号反馈给大脑，人和动物就能够通过大脑的想象去控制各式各样的机械，帮助去完成想做的动作。就脑机接口在我国的研究，及从提出“脑机接口”到最终实现临床应用有哪些困难、脑机接口的应用范围等话题，记者采访了浙江大学医学院附属第二医院张建民教授。

脑机接口在我国的研究

目前，我国在脑机接口研究方面取得了不少成果。国内脑机接口主要研究方向有两种类型：（1）非植入式脑机接口，也就是利用普通头皮脑电信号进行研究。如清华大学与解放军总医院第一医学中心共同研究的项目——“意念”打字；（2）植入式脑机接口，也就是需要开颅把电极植入，相对于非植入式脑机接口，有创伤性，但信号提取及控制更精准，如运动功能康复重建，其中最具代表性的是由张建民教授牵头的“基于脑机接口的脑血管病主动康复技术研究及应用”项目，目前该项目已取得阶段性成果。

张建民教授介绍，目前该项目主要完成以下几个方面内容：（1）用普通脑电图（EEG）控制通过支架来辅助上肢瘫痪患者的肢体康复运动，效果良好。（2） VR眼镜下的主动康复训练，让瘫痪患者根据在VR眼镜中看到的虚拟运动物体，来进行自身的想像的运动，从而达到肢体的辅助性康复。（3）结合国外利用经颅电刺激设备改善脑功能的治疗效果，自主研发了多通道经颅电刺激装置，来提高瘫痪病人脑网络重塑，从而让瘫痪病人获得更好的康复效果。“即通过电刺激，受损的纤维传导束得到更好的修复，这已经在影像技术方面得到了验证。”（4）利用犹他（Utah）电极植入运动皮层，达到控制机械手及瘫痪肢体的主动辅助康复。

据了解，张建民教授团队也是我国第一个利用植入式脑机接口来促进运动功能康复重建的团队。今年9月，张建民教授及其团队完成了国内首例高位截瘫患者志愿者的植入式脑机接口研究，即把Utah电极植入大脑运动皮层神经元中，来实现控制体外的机械手以及辅助康复的功能。目前，该患者正在接受模拟训练，即通过“意念”控制机械手来辅助自身康复。张建民教授解释说：“Utah电极的植入，对于脑机接口研究项目来说是最精确、最前沿的。该研究的主要目的是希望从对脑电信息的解码以及神经环路功能的认识，来提高我们对信号提取的精确度，以便更有效地控制外部设备，为脑机接口的下一步工作打下良好基础。”

脑机接口之“行路难”

作为一项新技术，脑机接口在神经医学领域有着深远的意义，因为它将创造出新的大脑工作模式，此前一些人类所不能想像的事情也终将成为现实。然而，脑机接口从提出到最终实现临床应用，任重道远。（1）因植入电极涉及到开颅，由于伦理及实际问题，正常人和普通患者无法接受这项手术，在伦理上也难以通过， 故而导致在寻找脑机接口志愿者时相对困难。（2）如何捕捉数量庞大且复杂的神经细胞的信号并加以提取，及需要获取更多神经细胞的信号来完成某个或组合运动都还存在许多困难。（3）信号识别精度低。目前人们尚未对大脑当中数百亿的神经元的功能和机制拥有足够的了解，脑机接口技术对于大脑信号的正确识别也受到了制约，而要想同时记录较多数量的神经元，并按其工作网络模式连接， 难度更大，这也使得脑机接口对于从大脑信号的提取到输出精准控制外部设备还很有限。

脑机接口技术这一领域正飞速发展，世界各国许多团队，如美国马斯克团队等都在不断突破，这些技术在将来很有希望服务于特定脑损伤的患者。张建民教授认为，脑机接口在脑科学研究中具有很重要的价值。未来，脑机接口相关技术将在涉及人脑的各个领域有着广泛的应用前景。