当前位置: 首页 > 深度> 文章详情
脑机接口:一套精密的“翻译系统”
来源:青少年科技创新网 时间:2026-04-20

  2026年全国两会,“脑机接口”首次被写入政府工作报告,与量子科技、6G并列,成为国家重点布局的“未来产业”。但对于大多数普通人来说,“脑机接口”这个词听起来依然像科幻电影里的情节——它能读取我的想法吗?它能让我用“意念”控制东西吗?它安全吗?

  带着这些疑问,记者走进山西医科大学第一医院脑机接口临床研究中心,对话功能神经外科常务副主任连世忠。他用最通俗的“大白话”,为我们揭开了脑机接口的神秘面纱。

误解澄清:脑机接口并非“读心术”

  “脑机接口是什么?说白了,就是通过芯片与AI程序,去模拟人体缺失的某项功能。”连世忠开门见山地说,将设备植入体内后,它可以替代原有功能。比如,对于视觉缺失的人,可以为其进行视觉重建,让他能通过自己的眼睛“重见光明”,而非配一副眼镜那么简单。

  连世忠特别强调,很多人常将脑机接口与“读心术”混为一谈,这种认知是完全错误的。脑机接口并非能让人凭借意念控制周围事物,二者根本不是一回事。

  那么,脑机接口到底是怎么工作的?连世忠将其拆解成四个步骤:采集、解码、编码、输出。

  第一步是“采集”——芯片先采集人体内的生理信号。第二步是“解码”——通过物理电子的方式读懂信号。第三步是“编码”——在电脑程序里重新组装、还原功能状态。第四步是“输出”——将信号作用在机械臂上,或者直接作用于患者自身肢体,完成原本缺失或紊乱的功能。

  有人可能会问:那视频里有人能用“意念”控制电脑点鼠标,控制手机切换APP,那不是读心术吗?连世忠解释,那也并非意念,同样是靠芯片采集信号。比如,四肢无法活动的患者,只能隔空操作电脑,他们的思维就是通过信号采集直接传到电脑里的,如在玩纸牌游戏时,想点哪一张牌,电信号传到电脑里就能点出来。这种实现方式有两种:一种是电信号直接选中那张牌,另一种是通过采集目光的移动来判断操作者要选的牌。无论哪种方式,都要经过“采集、解码、编码、输出”四步流程,最后输出到电子产品上。毕竟,电子机械的传达要比电子与人体肢体的传达简单得多。

  那么,脑机接口的理想状态是什么样子的?

  连世忠解释道,成功的脑机接口,理想状态是植入后患者能正常或接近正常生活,外人看不出他体内有设备,看起来和正常人一样。

技术解密:手术比想象中更安全

  脑机接口主要分为两种类型:侵入式和非侵入式。它们有什么区别?连世忠用最直白的方式做了解释。

  侵入式,就是要做开颅手术,把芯片植入颅腔内、大脑表面或者硬膜外。其优点是直接贴附于大脑表面,位置固定,工作环境稳定,采集的信号精准、输出稳定。

  非侵入式,一般是戴一个电极帽,隔着头皮采集电信号。优点是不需要做手术,更方便。但缺点也很明显:大脑的电信号本来就很微弱,隔着头皮容易被周围的生物电、噪音电干扰,信号会衰减,所以采集的信号没那么精准。

  “非侵入式目前应用场景较广,也方便使用,但缺点是信号没那么精准,执行起来稍微粗糙、混乱一些。”连世忠解释,目前,非侵入式更适合做一些康复训练和相对简单的任务。

  那么,将来有没有可能让非侵入式达到侵入式的精准度?连世忠给出了肯定的回答:“将来如果信号采集、编码解码技术足够成熟,非侵入式也有可能达到侵入式的精准度,那将是新的飞跃,就不需要做手术了。”

  说到开颅手术,很多人会担心风险较大。连世忠的回答或许能让很多人松一口气:一般来说,这种侵入式手术比起常规的脑科手术要简单得多。比如DBS手术(脑深部电刺激术),使用的电极比油笔芯还要细,在植入大脑深部核团的过程中,通常不会给患者带来明显的不适感。该手术的操作误差一般控制在0.3至0.5毫米以内,出现脑出血等并发症的概率极低,是所有脑科手术中安全性最高的一种。

  关于设备续航及充电,连世忠介绍,目前使用的DBS闭环设备,用15年左右没有问题。皮下植入的刺激器(相当于电池)支持无线充电,把充电器靠在皮肤下的刺激器位置,半个多小时就能充满。

  连世忠还提到一个有趣的方向:“现在有科学家提出,通过脑搏动、血流、温度、生物电供电,但目前技术还不成熟,供电量太弱。”

临床应用:脑机接口能帮到哪些患者?

  脑机接口能治哪些病?这是读者最关心的问题。连世忠为我们系统梳理了脑机接口在临床上的主要应用方向。

  在癫痫治疗方面, 脑机接口能够自主感知癫痫发作的前兆,通过电刺激方案压制异常放电,从而减少发作频率,让患者的症状更加平稳,生活质量得到提升。

  帕金森病是目前脑机接口技术最成熟的应用领域之一。连世忠特别强调,帕金森的DBS闭环系统是当前最成熟的脑机接口范畴内的上市设备。以前帕金森患者术后每个月都需要调试参数,如今有了闭环系统,半年到一年内可能只需要调试一次,患者日常症状平稳,生活质量大幅提高。

  抑郁症和强迫症是近几年脑机接口探索的新课题。 连世忠透露,其所在的脑机接口临床研究中心自2024年底到2025年治疗了两例强迫症患者,效果不错。其中一位30多岁的女性,原本有洁癖,不愿意和人近距离接触,治疗后能正常坐下来握手聊天。不过,连世忠坦言,目前尚未找到能够调控这类疾病的生物标记,相关研究仍在努力推进中。

  在失语、失聪、失明等患者的感官重建方面,脑机接口也展现出较好的应用前景。失聪方面,现在已经有了类似脑机接口的植入式人工耳蜗,比传统助听器效果更好,能够主动降噪,甚至根据使用者的兴趣选择要听的内容。失明的情况相对而言更为复杂,需要根据视觉传导通路的具体问题,比如眼球采光系统是否完整、视网膜功能是否正常、视觉中枢是否完好等来定制方案。

  对于偏瘫和截瘫患者,脑机接口同样带来了希望。连世忠介绍,现在有人工脊髓技术,在脊髓损伤平面以下植入芯片,经过一段时间的训练,芯片能够独立指挥下肢活动,让截瘫病人站起来,这个技术正在快速成熟。

  脑机接口同样为昏迷患者带来希望。中央中核的DBS是昏迷促醒效果最显著的方法。连世忠分享了一个案例:2025年10月,他所在的研究中心为一位脑干广泛梗塞的昏迷患者进行了治疗,如今,这名患者已能自主看抖音等短视频软件。

  对于脑机接口的终极目标,连世忠介绍,国家的脑机接口战略分两步走。第一步主要集中在临床医疗,目标是让患者恢复正常生活、提高生活质量。第二步,脑机接口技术将走向企业生产、旅游、文化等生活的各个方面。

  从打破误解到讲清原理,从对比技术路线到展示真实案例,脑机接口正在从科幻电影走进现实病房。正如连世忠所说,它的最终目标不是让人类变成“超人”,而是让失去功能的人重新获得正常生活的能力。这或许就是科技最温暖的样子。

  (任皓羽)


  2026年全国两会,“脑机接口”首次被写入政府工作报告,与量子科技、6G并列,成为国家重点布局的“未来产业”。但对于大多数普通人来说,“脑机接口”这个词听起来依然像科幻电影里的情节——它能读取我的想法吗?它能让我用“意念”控制东西吗?它安全吗?

  带着这些疑问,记者走进山西医科大学第一医院脑机接口临床研究中心,对话功能神经外科常务副主任连世忠。他用最通俗的“大白话”,为我们揭开了脑机接口的神秘面纱。

误解澄清:脑机接口并非“读心术”

  “脑机接口是什么?说白了,就是通过芯片与AI程序,去模拟人体缺失的某项功能。”连世忠开门见山地说,将设备植入体内后,它可以替代原有功能。比如,对于视觉缺失的人,可以为其进行视觉重建,让他能通过自己的眼睛“重见光明”,而非配一副眼镜那么简单。

  连世忠特别强调,很多人常将脑机接口与“读心术”混为一谈,这种认知是完全错误的。脑机接口并非能让人凭借意念控制周围事物,二者根本不是一回事。

  那么,脑机接口到底是怎么工作的?连世忠将其拆解成四个步骤:采集、解码、编码、输出。

  第一步是“采集”——芯片先采集人体内的生理信号。第二步是“解码”——通过物理电子的方式读懂信号。第三步是“编码”——在电脑程序里重新组装、还原功能状态。第四步是“输出”——将信号作用在机械臂上,或者直接作用于患者自身肢体,完成原本缺失或紊乱的功能。

  有人可能会问:那视频里有人能用“意念”控制电脑点鼠标,控制手机切换APP,那不是读心术吗?连世忠解释,那也并非意念,同样是靠芯片采集信号。比如,四肢无法活动的患者,只能隔空操作电脑,他们的思维就是通过信号采集直接传到电脑里的,如在玩纸牌游戏时,想点哪一张牌,电信号传到电脑里就能点出来。这种实现方式有两种:一种是电信号直接选中那张牌,另一种是通过采集目光的移动来判断操作者要选的牌。无论哪种方式,都要经过“采集、解码、编码、输出”四步流程,最后输出到电子产品上。毕竟,电子机械的传达要比电子与人体肢体的传达简单得多。

  那么,脑机接口的理想状态是什么样子的?

  连世忠解释道,成功的脑机接口,理想状态是植入后患者能正常或接近正常生活,外人看不出他体内有设备,看起来和正常人一样。

技术解密:手术比想象中更安全

  脑机接口主要分为两种类型:侵入式和非侵入式。它们有什么区别?连世忠用最直白的方式做了解释。

  侵入式,就是要做开颅手术,把芯片植入颅腔内、大脑表面或者硬膜外。其优点是直接贴附于大脑表面,位置固定,工作环境稳定,采集的信号精准、输出稳定。

  非侵入式,一般是戴一个电极帽,隔着头皮采集电信号。优点是不需要做手术,更方便。但缺点也很明显:大脑的电信号本来就很微弱,隔着头皮容易被周围的生物电、噪音电干扰,信号会衰减,所以采集的信号没那么精准。

  “非侵入式目前应用场景较广,也方便使用,但缺点是信号没那么精准,执行起来稍微粗糙、混乱一些。”连世忠解释,目前,非侵入式更适合做一些康复训练和相对简单的任务。

  那么,将来有没有可能让非侵入式达到侵入式的精准度?连世忠给出了肯定的回答:“将来如果信号采集、编码解码技术足够成熟,非侵入式也有可能达到侵入式的精准度,那将是新的飞跃,就不需要做手术了。”

  说到开颅手术,很多人会担心风险较大。连世忠的回答或许能让很多人松一口气:一般来说,这种侵入式手术比起常规的脑科手术要简单得多。比如DBS手术(脑深部电刺激术),使用的电极比油笔芯还要细,在植入大脑深部核团的过程中,通常不会给患者带来明显的不适感。该手术的操作误差一般控制在0.3至0.5毫米以内,出现脑出血等并发症的概率极低,是所有脑科手术中安全性最高的一种。

  关于设备续航及充电,连世忠介绍,目前使用的DBS闭环设备,用15年左右没有问题。皮下植入的刺激器(相当于电池)支持无线充电,把充电器靠在皮肤下的刺激器位置,半个多小时就能充满。

  连世忠还提到一个有趣的方向:“现在有科学家提出,通过脑搏动、血流、温度、生物电供电,但目前技术还不成熟,供电量太弱。”

临床应用:脑机接口能帮到哪些患者?

  脑机接口能治哪些病?这是读者最关心的问题。连世忠为我们系统梳理了脑机接口在临床上的主要应用方向。

  在癫痫治疗方面, 脑机接口能够自主感知癫痫发作的前兆,通过电刺激方案压制异常放电,从而减少发作频率,让患者的症状更加平稳,生活质量得到提升。

  帕金森病是目前脑机接口技术最成熟的应用领域之一。连世忠特别强调,帕金森的DBS闭环系统是当前最成熟的脑机接口范畴内的上市设备。以前帕金森患者术后每个月都需要调试参数,如今有了闭环系统,半年到一年内可能只需要调试一次,患者日常症状平稳,生活质量大幅提高。

  抑郁症和强迫症是近几年脑机接口探索的新课题。 连世忠透露,其所在的脑机接口临床研究中心自2024年底到2025年治疗了两例强迫症患者,效果不错。其中一位30多岁的女性,原本有洁癖,不愿意和人近距离接触,治疗后能正常坐下来握手聊天。不过,连世忠坦言,目前尚未找到能够调控这类疾病的生物标记,相关研究仍在努力推进中。

  在失语、失聪、失明等患者的感官重建方面,脑机接口也展现出较好的应用前景。失聪方面,现在已经有了类似脑机接口的植入式人工耳蜗,比传统助听器效果更好,能够主动降噪,甚至根据使用者的兴趣选择要听的内容。失明的情况相对而言更为复杂,需要根据视觉传导通路的具体问题,比如眼球采光系统是否完整、视网膜功能是否正常、视觉中枢是否完好等来定制方案。

  对于偏瘫和截瘫患者,脑机接口同样带来了希望。连世忠介绍,现在有人工脊髓技术,在脊髓损伤平面以下植入芯片,经过一段时间的训练,芯片能够独立指挥下肢活动,让截瘫病人站起来,这个技术正在快速成熟。

  脑机接口同样为昏迷患者带来希望。中央中核的DBS是昏迷促醒效果最显著的方法。连世忠分享了一个案例:2025年10月,他所在的研究中心为一位脑干广泛梗塞的昏迷患者进行了治疗,如今,这名患者已能自主看抖音等短视频软件。

  对于脑机接口的终极目标,连世忠介绍,国家的脑机接口战略分两步走。第一步主要集中在临床医疗,目标是让患者恢复正常生活、提高生活质量。第二步,脑机接口技术将走向企业生产、旅游、文化等生活的各个方面。

  从打破误解到讲清原理,从对比技术路线到展示真实案例,脑机接口正在从科幻电影走进现实病房。正如连世忠所说,它的最终目标不是让人类变成“超人”,而是让失去功能的人重新获得正常生活的能力。这或许就是科技最温暖的样子。

  (任皓羽)