新华网专访脑机海河实验室：人与机器和谐共存是永恒的命题

今天，踏入数字时代的大门，人类正用思维操控机器，开启一场前所未有的认知革命。

2025年的春天，万物积蓄力量，等待绽放，新华网科技频道探访了天津大学脑机交互与人机共融海河实验室。意念操控机械手指，将水杯缓缓送到嘴边；意念打字、操控机械手指写毛笔字，甚至驾驶无人机、无人车……这些不再是科幻电影的桥段，而是这里真实发生的日常。

在人类文明的黎明时分，我们的祖先用粗糙的双手敲击石块，迸发出第一簇智慧的火花。

脑机接口的革命性技术建立了连接大脑与外部设备的“神经高速公路”，正悄然改写人类文明的进程。天津大学副校长、脑机交互与人机共融海河实验室执行主任明东在接受新华网科技频道专访时表示，对于脑机接口技术而言，2025年是至关重要的一年。今年，该技术有望在很多医疗领域中为患者带来切实帮助。而人工智能与脑机接口的发展是双向赋能的过程，AI技术一定会加速脑机接口的发展，而脑机接口也会反向给予 AI 发展更多助力。

从“破墙而入”到“隔墙有耳”

据明东介绍，天津大学脑机交互与人机共融海河实验室主要聚焦脑机接口新一代的、高性能的、未来的创新技术及落地应用。其中，尤其聚焦于无创脑机接口，拥有无创脑机交互关键核心技术，目前已形成从高性能的器件、芯片、算法、平台，到系统集成和关键的底座与应用于一体的全链条布局。

2023年5月，在第七届世界智能大会上，脑机交互与人机共融海河实验室发布了具有完全自主知识产权的超大指令集高速率非侵入式脑机接口系统。2025年2月，实验室与清华大学集成电路学院合作，开发了基于忆阻器神经形态器件的新型无创演进脑机接口系统。

对于侵入式和非侵入式两类脑机接口技术，明东进行了详细讲解。侵入式脑机接口通过有创的方式将功能器件放置于人体内，无论是头皮下，还是颅骨下，也包括血管内，都需要产生某种创口置入人体内来监测人脑的各种信号。

明东说，“这是一种兵临城下、破墙而入的监测方式，好处在于得到的信号质量优秀，不利之处则是生物相容性和安全性都存在一定的挑战。一个功能器件植入人脑后，随着时间的推移，是否能够稳定监测到信号？是否能长时间工作并且不对人体造成额外伤害？大脑在不断地排异，这些生物组织是否会对功能器件的性能有所影响？”

更为关键是，大脑约有860亿个神经元，通过超过100万亿个突触连接，对于这样无时无刻不在活动的神经网络，迫切需要全脑性监测。然而实际上，侵入式脑机接口技术要做到全脑性监测难度非常大。

与之相对的，是非侵入式脑机接口技术，其优点是无创、安全和更高的相容性，缺点也显而易见，这是一种“隔墙有耳”的检测方式，通过声、光、电等各种途径监测大脑发出的极微弱的信号，对工程的感知处理能力的要求非常高，需要通过更好的技术手段、更先进的感知技术和更优的解码技术，抽丝剥茧地将微弱的信号解析出来。

“二者适合于不同场景，从适用人群来说，显然非侵入式的无创方式适用于更广泛的人群。”明东说。

他表示，目前从全球范围看，我国的脑机接口技术研发和应用整体上处于第一方阵。不过，脑机接口的研究领域非常广泛，包含不同赛道，很难脱离具体赛道和细分领域来评判技术优劣与领先程度，对于非侵入式脑机接口技术而言，我国基本上保持着与国际最先进水平同步的水准；而对于侵入式脑机接口技术，我们目前在一些关键器件上还有差距，但差距在快速缩小，我国的科研团队在持续发力，在新的科研范式和创新研究领域竞相布局。

从人工智能到人机智能

脑机接口一度承载了人们对赛博格的绝大部分想象。然而近年来，人工智能技术超乎预期地更加迅猛而来。

在明东看来，当下进入的并非单一的人工智能时代，而是一个人机智能的时代，即人和机器共存共荣的时代。

“人工智能不是孤立的，而是和人脑智能协同演进的。人工智能和人脑智能，或者说机器智能和生物智能之间，是互相启发又互相作用，共同演进，共同推动着未来发展。”明东说。

具体而言，脑机接口是充分发挥人脑智能的形态，某种程度上是人脑智能的拓展。一方面，目前人工智能的诸多算法已经应用到脑机接口的编解码算法中，大幅提升了脑机接口的性能。另一方面，脑机接口能够解析到更多的大脑运作机制，这些也可以反馈到人工智能中。

事实上，人工智能的发展，与人类对大脑的研究和认知密不可分，人工智能背后的很多原理、机制，都是随着人们对大脑工机制的研究而不断被揭示的。因此，脑机接口和人工智能，二者之间是互相促进的关系。

对于人工智能与脑机接口技术的融合研究，脑机交互与人机共融海河实验室已经做出了自己的尝试与探索。

据明东介绍，人工智能技术已经在脑机接口研究团队中发挥作用，无论是研究大脑与机器交互过程中的规律，还是脑机接口的具体应用，人工智能算法都已经开始进入到方方面面。

与此同时，实验室也在布局一些未来研究方向，比如“片上脑机接口”，顾名思义上，就是在电极芯片上培养出来的“类脑组织”，这是脑机接口领域的重要新兴分支。

“利用人源干细胞在体外培养出人工大脑，人工眼球等器官，通过片上脑机接口的方法，利用生物技术和信息技术，融合人工智能算法，帮助生物组织更好地与外界机器进行联合工作，这就是生物智能的体现。”明东说。

今年2月，脑机交互与人机共融海河实验室与清华大学集成电路学院合作的双环路脑接口研究取得新成果，利用机学习脑和脑学习机这两个双环路，提升脑机智能协同演进的效果，使脑机接口的系统性能随着时间的推移不仅没有衰减，而且得到部分提升，这个过程是人工智能和人脑智能协作的典型体现。

除了新奇感，更要看疗效

近日，国家医保局印发了《神经系统类医疗服务价格项目立项指南（试行）》，为脑机接口新技术前瞻性单独立项。

“这件事情对推动未来脑机接口发展，特别是产业化的壮大具有至关重要的意义。”明东说。“这项政策的落地，推开了未来脑机接口进入产业的一扇重要的大门，就是临床医疗。脑机接口要进入临床，就离不开医保的支持，前瞻性单独立项是对脑机接口产业未来发展的重大利好。”

明东认为，脑机接口技术已经打开很多未来科室的大门，比如脑机接口和康复医疗的联系最为紧密，特别是对一些运动功能障碍的患者，无论是侵入式还是非侵入式，通过脑机接口的帮助，能让他们恢复部分运动能力，甚至让重建运动功能成为可能。

在精神医学方向，脑机接口在抑郁症的诊断和治疗领域已展现巨大潜力，无创脑机接口技术可以准确筛查抑郁症患者的一些病况，并通过靶点反向干预和治疗。

在视觉和听觉领域，例如青光眼的早诊，人工耳蜗的升级，都能在脑机接口技术的赋能下产生更好的新产果。

在重症医学领域，脑机接口也已进入手术室和ICU中，比如通过重症脑机接口，实现脑积水快速诊断和无创颅内压精准监测。

……

近日，由天津大学脑机海河实验室与天津市环湖医院合作的全国首个脑机接口综合临床实验病区，已在天津市环湖医院天塔院区启动建设。未来，该病区将体系化布局各类神经重症的脑机接口临床综合解决方案，涵盖脑卒中、脑瘫、帕金森、癫痫、脑积水、颅脑创伤、视听障碍等重大疾病，为患者提供包括疾病筛查、精准治疗、智能康复在内的全链条医疗服务。

明东预计，对脑机接口而言，2025年将是至关重要的一年。今年，脑机接口技术就有可能在很多医疗领域中，为患者带来实实在在的帮助。特别是在一些筛查、干预和辅助性系统中，脑机接口技术将会率先进入临床中。在运动康复、精神医学、重症医学、视觉、听觉等领域，相信很快都会有关键技术的突破和落地应用。

明东同时指出，由于脑机接口是一项全新的、甚至带有科幻色彩的技术，很多人愿意去体验，但是从医疗的角度来说，光有新奇的体验感是不够的，现在需要做的是让脑机接口技术能形成对比性优势，即与此前的传统治疗手段相比，让患者实际实实在在地受益，而绝非仅有新奇的体验感。

“我们希望它带来真真切切的临床上的收益，这是脑机接口技术能否在医疗赛道上走得长远的关键。”明东说，“未来，这项技术一定会在很多医疗领域起到重要作用，这些作用是我们之前的装备、药物和技术可能都无法实现的，这是科技向善的真正体现。”

政策是土壤，技术是种子

去年以来，全国各地出台了一系列政策支持脑机接口发展，这项颇具颠覆性和畅想力的未来技术，无疑正迎来政策红利期。

对此，明东保持着科研人员应有的冷静。他认为，脑机接口作为未来产业，离不开政策支持。但对于技术研发而言，政策只是一方面，关键是供给侧的成熟，技术成熟后，政策才能发挥作用。“政策对推动产业发展来说更像是土壤，而技术本身是种子，种子如果不行的话，环境再好可能也无法长成参天大树，所以关键还是是否有好种子，希望大家更关注到脑机接口技术本身。”

明东也不乏隐忧地指出，政策利好一旦出现，产业资本竞相进入这一领域力争有所发展，但实际上有些工作并不是真正的脑机接口，这会导致过度消费社会和民众对脑机接口的信心，使产业存在泡沫化的风险。

在明东看来，产业发展的关键在于是否有好的技术，且能否找到适合技术落地的场景，“当下真正优秀的脑机接口企业还非常稀缺，大多都还在成长期，这是一个全新的赛道，需要小心翼翼维护社会各界对这一领域的信心。有了好的技术和场景，叠加好的政策，脑机接口产业未来发展的前景可期。让我们一起期待，今年脑机接口技术落地应用的重要场景不断涌现，引领未来几年脑机接口进入规模级的井喷期。”他说。

未来的脑机接口究竟是什么样子？明东坦承，“其实我们也不知道，但可以确定的是，现阶段可能只是脑机接口的过渡态，终极的脑机接口形态尚未出现。”

他希望，这项技术能从现在的有创，到完全无创，再从无创到无感。“也许无感脑接口的实现，会成为脑机接口普及应用的前提，我们可以畅想的场景是，人们在几乎没有感觉的前提下，进行自然的人机交互，我们称之为未来自然的脑机交互，到那时，脑机接口就会被更普遍的人群接受，真正造福大众。”

而在此过程中，AI技术与脑机接口技术的发展，将实现双向赋能。“AI一定会加速脑机接口的发展，脑机接口也会反向给予AI发展更多的助力。人工智能只是智能科技的一种形态，人脑智能并不会在AI的冲击下变得毫无意义，人和机器如何和谐共存是非常重要、甚至永恒的命题，人机混合智能形态将是未来人类社会发展的重要形态。”明东说。