用“意念”开灯、给情绪照“X光”……国内非侵入式脑机接口技术进入应用新赛道

　　广州琶洲实验室工作人员戴着脑机AI头环进行演示

　　广东省工伤康复医院颅脑损伤康复科主任何艳斌为意识障碍患者杨一(化名)进行意识评估

　　在广东省工伤康复医院一间昏暗的病房里，32岁的林希(化名)坐在轮椅上，四肢瘫痪的他额头戴上一条内置精密传感器的头环，默默注视着控制屏幕“开灯”键，配合眨眼动作，与电脑相连的智能灯便像收到冲锋号角，瞬间亮了起来。

　　1200公里外的上海交通大学智能人机交互与认知工程上海高校重点实验室，一位受试者坐在一台特殊设备前，她注视油画的眼动、脑波被精密记录，用以解读内心的情绪变化。

　　这两个看似互不相关的场景，都指向了一项令人振奋的科技突破：非侵入式脑机接口技术。它通过解析大脑活动信号，建立人脑与外部设备之间的直接通信渠道，有望为瘫痪患者重获行动能力、为普通人类增强认知能力开辟新的可能。

　　日前，羊城晚报记者走近这项新技术，感受这股人类与世界互动的全新力量，了解其最新的应用场景与未来可预期的应用领域。

　　应用场景 1

　　瘫痪患者用“脑”控制病房设备

　　因一场意外，林希不幸成为高位脊髓损伤患者，颈部以下、四肢全无功能。在广东省工伤康复医院的智慧病房里，他第一次戴上脑机AI头环。

　　在技术人员的指引下，他很快掌握了使用这套系统控制病房内设备的要领。他所需要做的，就是通过头部轻微摆动、眨眼等简单的动作来发出指令。

　　只见他专注地盯着眼前的显示屏，轻轻眨眼，原本昏暗的房间就亮起灯光。在技术人员的指导下，林希还用脑机AI头环控制电脑，实现浏览网页、购物等操作。

　　隔空控物，这一科幻片中的“超能力”，如今已是脑机接口技术正在实现的典型功能，造福着林希这样的残障人士。

　　“对于这类患者来说，借助脑机接口技术，就像为他们重新打开了一扇窗。”广东省工伤康复医院脊髓损伤康复科主任杨幸华介绍，患者可通过佩戴脑机AI头环，移动控制光标，配合眨眼信号，实现点击操作。无论是开关灯、调节空调温度、开关电视，还是控制病床升降，这些原本需要他人协助的日常操作，现在都可以通过“意念”来完成。

　　如今，该院有两间这样的智慧病房，可容纳4张病床。自2019年以来，已经有54位患者应用过这套智慧病房系统。

　　“最令人欣慰的是看到患者重获一定对生活环境的控制能力。”杨幸华说，“这不仅提升了他们的生活质量，更重要的是让他们在某种程度找回了对日常生活的掌控感。”

　　“这个头环，其实就是用于实现鼠标的功能，通过眨眼按确认，操作时需要比较高的注意力。”杨幸华还告诉记者，曾有名小伙跳水时，不慎摔伤导致颈部脊髓受伤，日常需配呼吸机，气管切开不能说话的他，通过这套脑机AI头环设备，能自主控制电脑上网、使用聊天软件等，实现线上社交的需求，生活质量得到了提高。

　　应用场景2

　　植物人误诊率从40%降至10%以下

　　在广东省工伤康复医院的另一个科室，颅脑损伤康复科主任何艳斌和两位高校研究者正在为一位意识障碍患者杨一(化名)进行评估。不久前，杨一从植物人状态醒来。“过去，判断植物人是否有意识主要依靠临床观察，误诊率高达40%。”何艳斌告诉记者，“现在，借助脑机AI头环，我们可以通过分析患者的脑电波对特定刺激的反应，将误诊率降低到10%以下。”

　　这一技术突破意义重大。“它不仅帮助我们更准确地评估患者状况，也为家属提供了更明确的愈后信息。”何艳斌说，这对医疗资源的合理分配和治疗方案的制定都有重要指导意义。

　　在病房里，记者见到了杨一的太太。她告诉记者，丈夫因意外受伤，最初连头部都无法移动。“刚到医院时，他对什么都没反应。但医生诊断之后说，他还有意识，有很大概率恢复一些功能。”她回忆说，“医生的判断，给了我坚持的勇气和信心。经过八九个月的治疗，他的头能动了，还会对我笑，虽然还不能说话。”

　　这样的进步来之不易。广东省工伤康复医院采用的脑机接口系统，不仅用于杨一日常生活辅助，还融入了康复训练中。记者看到，杨一佩戴绑带式电极环，他面前的电脑屏幕上正展示着不同人物的照片，给他的语义提示是识别自己的照片，杨一通过视觉识别快速完成了任务，电脑屏幕上给了他一个“√”，同时伴随听觉鼓励。

　　“通过收集和分析脑电信号，医生可以更精准地评估患者的意识和认知功能恢复情况，并据此调整康复方案。”何艳斌说。

　　新一代系统在电极上做了改进，采用干电极代替了电极帽，操作上大大缩短了准备时间。“过去做脑电图检查需要十几分钟准备时间，现在戴上就能用。这对注意力难以长期集中的患者来说非常重要。”何艳斌还告诉记者，医院正与广州琶洲实验室合作开发更新一代系统，希望能将脑机接口技术与神经康复更紧密地结合，帮助患者恢复更多运动功能，甚至实现步行。

　　应用场景3

　　为精神健康状况拍张“X光片”

　　在上海交通大学智能人机交互与认知工程上海高校重点实验室，一位受试者正坐在一台特殊的设备前。她眼前的屏幕上，一幅油画缓缓呈现——画面中有人物、桌椅和其他物件。此刻，她的每一个眼球转动都被精密记录：首先注视人脸，然后是其他细节，这种观看顺序源自人类进化过程中形成的本能反应。

　　这台被称为情绪“X”光机的设备，正是该实验室聚焦情感脑机接口研发，历经六代迭代的重要成果。过去十余年间，研究团队已收集超过4000例数据，包括正常人群和抑郁症患者。

　　在医学领域，抑郁症、焦虑症等精神疾病长期缺乏客观的诊断标准。针对此，上海交通大学智能交互与认知工程上海高校重点实验室主任吕宝粮和团队正借助脑机接口技术，寻找一种新的、客观的诊断指标。

　　为了获取客观的生理数据，研究团队选择了脑电和眼动这两种最难伪装的生理信号，并开发独特的“交互范式”和诱发素材。“我们的目标是在短时间内诱发出受试者的各种情绪状态，”吕宝粮说，“只有这样，我们才能发现病人和正常人之间的差异到底在哪里。差异越大，往往意味着情况越需要关注。”

　　未来应用场景

　　脑机AI专注力训练产品即将推出

　　在广东，林希与杨一等患者正在使用的脑机AI头环技术，来自于广州的琶洲实验室。“现在脑机接口的公司不少，有很多产品，可以说是一个风口，处于爆发的前夜。相信五年以后，这个产业会有很大的变化。”华南理工大学教授、广州琶洲实验室常务副主任李远清认为，非侵入式脑机接口技术和产品目前尚处于实验室和应用的交叉地带。他和团队成立了华南脑控(广东)智能科技有限公司，推动更多脑机接口技术产品走出实验室。

　　李远清介绍，脑机AI头环还可用于正念冥想、防晕车和晕船等干预大脑的场景。团队最新研发了脑机AI专注力训练系统，产品即将推出。

　　在上海，情绪“X”光机也正在其他领域显示出巨大潜力。“我们正与多家运输企业合作，开发面向长途客运司机的情绪异常检测系统;与多家航空公司展开合作，探讨用这项技术为飞行员定期体检，及时发现情绪异常。”吕宝粮说。

　　“新”对话

　　情绪“X”光机已进入产业化阶段

　　国产替代后成本可降至6万元左右

　　羊城晚报：请您简单科普脑机接口技术原理。

　　李远清：每个人的大脑都在不断产生电信号，这些微弱的电流携带着我们的意图、情绪和思维活动。这些转瞬即逝的电信号，成为连接人类意识与外部世界的桥梁，让“意念控制”触手可及。

　　羊城晚报：情绪“X”光机产业化进展情况如何?

　　吕宝粮：目前，情绪“X”光机已进入产业化阶段。如果使用进口零部件，单台设备的成本大约是53万元，国产替代后的成本可以降到6万元左右，随着用户量的增加和技术的成熟，成本还会进一步降低。我们的目标是让这项技术惠及更多人。

　　羊晚政见

　　脑机接口技术：

　　在发展中审视，于突破中前行

　　在科技迅猛发展的浪潮中，脑机接口技术宛如一颗璀璨夺目的新星，其发展速度之快令人惊叹。马斯克脑机接口公司的芯片植入进展顺利，上海首例国产脑机接口植入手术成功……无论是侵入式还是非侵入式脑机接口技术，国内国外均呈现强劲的发展势头。

　　从应用前景来看，脑机接口技术开启了无限可能。侵入式脑机接口在治疗神经系统疾病方面有着巨大潜力，除了当下针对帕金森病、癫痫、渐冻症等的治疗探索，未来还可能为瘫痪患者带来肢体控制和感觉恢复的希望曙光。而非侵入式脑机接口则在可穿戴设备领域异军突起，头戴式、眼镜式等轻便设备的普及，让脑机接口技术更贴近大众生活，有望在日常生活辅助、娱乐交互等领域发挥重要作用。

　　我们在为技术的飞速进步欢呼雀跃之时，也须清醒地认识到其背后潜藏的问题。

　　例如技术层面，侵入式脑机接口面临着植入手术风险、植入物长期稳定性等挑战;非侵入式脑机接口则受困于信号噪声干扰大、长期稳定性欠佳等制约。

　　伦理问题也不容忽视。大脑信息蕴含个人思想与情感，一旦泄露，后果不堪设想。

　　应该看到，行业发展进势之下，专门针对脑机接口设备研发、生产、使用等环节的监管标准与规范仍有待建立健全。

原标题：用“意念”开灯、给情绪照“X光”……国内非侵入式脑机接口技术进入应用新赛道

值班主任：李欢

作者：陈晓楠 黎秋玲 宋金峪