只剩下一个大脑保存完好的女孩，在被医生安装上机械躯体后，满血复活。
科幻电影《阿丽塔》描绘了一个人机融合已成日常的未来世界。那些形形色色的半机械人，由脑机接口连接机器的身体和人类的大脑。
这是人类想象中，人与机器相处的另一种方式，和人工智能一样，即将翻开新的篇章。
“脑机接口的底层技术积累，已经成长到了一个临界点，在未来五六年内或将呈现爆发状态。”在西湖大学讲席教授默罕默德·萨万创立的先进神经芯片中心，副研究员杨杰告诉橙柿互动记者，不久的将来，很多患者就有可能用脑机接口技术来治疗各种疾病，像是高位截瘫、失语症、癫痫……
也是在不久前，全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京取得成功；近日，马斯克旗下公司Neuralink（神经连接）宣布获得FDA（美国食品药品监督管理局）批准，即将启动人体临床试验……
什么是脑机接口？
脑机接口，顾名思义，就是在人脑和外部设备间建立连接通路和控制渠道。大脑对于信息的处理，靠的是神经元之间电信号的传递，而脑机接口实现功能的基本原理就是读取或写入这种电信号，来控制机器或者影响大脑。
脑机接口最初的故事，发生在1924年的实验室。德国精神科医生汉斯·伯格首次在人类的大脑里采集到脑电信号。
直到1973年，美国加州大学洛杉矶分校的计算机科学家雅克·维达尔提出脑机接口的概念与设想，打开了人脑与行为控制的崭新世界。
在先进神经芯片中心走廊上的宣传展板前，杨杰解释，按照不同的技术路线，脑机接口主要可分为侵入式、非侵入式两大类。前者通过手术打开颅骨，把设备植入脑中，后者则是在头上戴帽子般地罩个设备。其实还有一种介入式，介于两者之间，将设备通过血管送入大脑。前两者更为常见。
侵入式
非侵入式
一般来说，越深入和靠近脑组织，脑电信号就越清晰和准确，这是侵入式脑机接口的优势。但外来物入侵大脑，容易引起免疫反应，人体可能会在电极和神经组织间生成疤痕组织，导致信号传输的衰减甚至消失。
不同的技术路线，就是在精准度和安全性两个方面寻求一个平衡点。相对来说，侵入式脑机接口的研发风险更大，技术要求和资金门槛也更高。
7年融资3.56亿美元 终至“人脑”
近两年，很多人听到“脑机接口”的新闻，大多来自一家叫Neuralink的公司。而之所以引起这么大关注，一个主要原因是他的老板是马斯克。
这家2016年在加州成立的明星公司，专注于侵入式脑机接口芯片与植入技术的研究，承载着马斯克改造人类大脑的宏大目标。
2019年至今，Neuralink的脑机接口实验对象从老鼠到小猪，再到猴子，一步步向人体靠近。在2020年8月的展示中，马斯克发布N1无线芯片，最多支持1024个通道的电极（今年5月31日，他们展示了下一代模型——通道的数量足有16000多个）。实验小猪的大脑皮层植入N1后，通过捕捉脑机接口产生的电流，人成功预测了它的运动轨迹。去年12月，马斯克再次向公众展示了一段猴子通过意念控制鼠标和键盘打字的视频。
N1芯片读取小猪的脑电波
猴子通过意念打字
在经历因涉嫌虐待动物被调查、脑部植入设备试验安全性遭质疑等争议事件后， Neuralink在今年5月26日终于拿到FDA的批准可进行人体临床试验，但目前还没开始招募病患志愿者。
这家公司的预估值也随即快速增长到50亿美元左右，7年间已累计融资3.56亿美元。
Neuralink 并不是第一家在人体中植入脑机接口设备的公司。2021年，Synchron研发的血管支架电极获得FDA批准开始人体试验，并于2022年7月宣布完成首次植入。它还得到了Neuralink其中一位联合创始人马克斯·霍达克单飞后的投资，投资人中也有比尔·盖茨和贝索斯的身影。
FDA之所以对脑机接口临床试验松口，主要是基于近几年飞速发展的人工智能。除了采集脑电信号，脑机接口另一大核心问题是解读脑电信号，而AI能通过机器学习算法和脑电信号数据训练进行解析。
从治疗脑疾病到“人类改造计划”
很多人应该还记得这则新闻：2020年，浙江大学与浙江大学医学院第二附属医院神经外科共同宣布，为一名四肢瘫痪多年的72岁老人完成了国内首例植入式脑机接口临床试验，使之通过意念可做一些简单的“动作”，像是喝可乐、吃油条等。
就在上个月，一名因车祸瘫痪12年的荷兰男子，通过在脑内和脊椎植入脑机接口装置，成功控制双腿重新行走。
眼下，侵入式脑机接口的试验和应用领域主要在医疗。
“各种脑疾病会贯穿人的整个生命周期。自闭症、抑郁症、癫痫、帕金森、阿尔茨海默病……很多无法完全靠药物治疗。脑机接口最重要的一个应用，就是对脑疾病的诊断和治疗。”
杨杰以中心正在开展的科研项目举例：“比如在癫痫病人身上，植入芯片可实时监测脑信号。当癫痫即将发作时，大脑会表现出特有的放电特征。芯片检测到这些特征，随即给病人大脑一个电刺激，在火还没烧起来时就把它扑灭。”监测神经信号的活动，被认为是一种可靠的神经疾病预测手段。
早从2019年开始，他们中心十多个人的团队便专攻一件事：研发神经信号采集、处理和刺激一体化芯片。
传统治疗帕金森的医疗仪器，效果虽好但体积较大，不宜使用，而且手术存在风险。杨杰他们最新的研发成果，是将所有功能集成到一个几平方毫米甚至更小尺寸的芯片上。“可直接将它嵌入患者颅骨，损伤更小，功耗也更低。”
脑机接口在医疗的第二大应用领域，是用于受损机能的康复。通过大脑信号识别患者的意图，可帮助脊髓损伤、中风等患者重新获得失去的行动能力、语言能力和感知能力（视觉、听力等）。这方面，先进神经芯片中心同样正在与医院合作开展研究。
瘫痪者“动起来”，失明者“重获”光明，这也是马斯克认为Neuralink 最早能针对人类开展的应用和帮助。在这家公司看来，即便先天失明的人，大脑皮层的视觉部分依然存在。
除了帮助病人改善生活，脑机接口还可用于娱乐、商业、工业等领域。像是位于余杭的BrainCo，采用非侵入式路线的产品已覆盖康复、教育、健康、消费等各个领域。它也是全球除Neuralink外唯一一家融资过2亿美元的脑机接口公司。
站在更长的时间线上，脑机接口也有望成为下一代人机交互技术。人和机器的交互，现在用的是键盘、鼠标、触摸屏，未来理想的状态则是人脑直接控制外界的事物。在马斯克的终极畅想中，数字永生、人类与AI共生都将不是难题，人脑也因此变得更加强大，最终实现“人类改造计划”。
等待探讨的法律伦理困境
脑机接口技术的大面积应用，大概要到什么时候？这或许是更多如你我这些“吃瓜群众”想知道的问题。
美国国家卫生研究院前神经工程项目主任基普·路德维希给出的预测是，Neuralink可能还需要几年才能获得商业使用许可，至少还要10年才能实现大脑芯片植入商业化。相关临床试验，本身就需要很多年才能完成。
尽管如此，马斯克已在特斯拉、太空探索等取得的成绩，仍然让业界和大众对脑机接口的商业化前景产生更丰富的联想和期待。
研究机构Data Bridge Market Research（数据桥市场研究公司）数据显示，2022年脑机接口市场规模为17.4亿美元，预计到2030年将达到56.92亿美元。而2023-2024年，多家头部公司将进入临床阶段，这也将会是脑机接口走向商业市场的关键一年。
在杨杰看来，国内脑机接口技术这几年发展迅速，已涌现出众多相关公司。“跟国外相比，虽然各方面还有一些差距，但不存在代差。”只不过现阶段，在脑袋上开一个洞，这个操作还是会让许多人“脑花”一紧。
“心理障碍肯定是有的。所以，侵入式脑机接口的应用，最先从治疗疾病开始，绝症（渐冻症、闭锁症等）、重症（高位截瘫等），最后走向消费领域，这是我们认为的一个发展路线。”据他透露，中心正在和合作医院进行的项目，未来五六年内有望让更多相关病患受益。
横亘在面前的，还有法律伦理困境。如果脑机接口设备被大规模使用，谁将拥有我们的脑电信号？谁有权读写？“打开”大脑后，我们是否会被外界控制？大脑机制被干涉后，谁能确定当事人自己的意志能对后果负责？当脑机接口技术将来被用于改造人脑、赋能人类时，对于没有“外挂”的普通人，是否又会产生新的数字鸿沟？
各种疑问和争议，等待着探讨和解答。
5月29日，中国工信部宣布，将把脑机接口作为培育未来产业发展的重要方向，加强脑机接口应用场景探索，加速推动脑机接口产业发展。
也是这一天，中国首部《脑机接口伦理原则和治理建议书》发布。建议书认为，脑机接口的潜在伦理风险包括：神经干预的安全风险、非自主决策风险、脑隐私泄露风险、责任归属问题、身份认同问题、人类增强问题、分配公正问题等，希望引发更多相关方共同关注脑机接口并积极参与伦理共治。
橙柿互动·都市快报 记者 童蔚
