開(kāi)欄的話(huà)

得益于《流浪地球》《水星播種》等科幻作品，壯觀(guān)的大科學(xué)裝置、宏大的宇宙場(chǎng)面得到生動(dòng)描繪，奇妙的想象、抽象的科學(xué)概念也得以具象呈現。

科幻作品是科學(xué)理性與人文溫度的交匯，往往通過(guò)未來(lái)故事的講述，思考并回答科技帶來(lái)的現實(shí)影響。隨著(zhù)現代科技發(fā)展日新月異，前沿技術(shù)持續涌現，充滿(mǎn)未來(lái)感的發(fā)展實(shí)踐也為科幻創(chuàng )作插上想象的翅膀。

本版今起開(kāi)設“嘮‘科’·科幻里的科學(xué)”欄目，結合科幻作品中的情景描述，介紹現實(shí)土壤中的科學(xué)理念、前沿知識和科技成果。

從《黑客帝國》中意識沉浸的虛擬世界，到《阿凡達》里跨越物種的意念連接，科幻作品中對腦機接口技術(shù)的瑰麗想象，始終映射著(zhù)人類(lèi)突破自身局限的渴望。如今，這項技術(shù)正快步走出銀幕，改變患者的生活。腦機接口技術(shù)如何幫助因神經(jīng)損傷而陷入困境的患者重建與世界的連接？其本質(zhì)在于對大腦信號進(jìn)行精準成像、智能解碼與主動(dòng)調控，在“腦”與“機”之間建起一條雙向的高速信息通路。

實(shí)現“腦”與“機”的互聯(lián)，關(guān)鍵在于高精度的腦信號采集與解碼。通過(guò)電、磁、光、超聲等手段，大腦活動(dòng)被轉化為可分析的數據。隨后，強大的人工智能算法扮演“實(shí)時(shí)翻譯官”的角色，在紛雜的神經(jīng)信號中精準識別“移動(dòng)手臂”等具體意圖，并將其轉化為外部設備（如機械臂）的執行指令。同時(shí)，解碼結果也可反向編碼寫(xiě)入大腦，用于干預神經(jīng)活動(dòng)，為治療疾病提供可能。根據與腦組織的接觸程度，現有技術(shù)路徑主要分為侵入式、半侵入式和非侵入式3類(lèi)，分別面臨生物相容性、信號精度與安全性的挑戰。

當前，全球腦機接口技術(shù)發(fā)展正呈現出從重建基礎運動(dòng)功能向修復高階感覺(jué)乃至認知能力拓展的趨勢，且過(guò)程日趨高效與微創(chuàng )。在這場(chǎng)全球競賽中，我國發(fā)展迅猛，不僅在國家層面出臺了推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)，也不斷取得關(guān)鍵技術(shù)突破。2025年，由中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng )新中心等單位成功開(kāi)展的侵入式腦機接口前瞻性臨床試驗，采用了體積小、柔性強的超柔性神經(jīng)電極，極大降低了對腦組織的潛在損傷。此外，我國非侵入式腦機接口技術(shù)已廣泛應用于運動(dòng)康復、航天員訓練等場(chǎng)景；半侵入式“北腦一號”等系統也成功完成人體植入……我國腦機接口產(chǎn)業(yè)已初具規模，展現廣闊的應用前景。

腦機接口技術(shù)尤其是肩負重任的醫療應用，邁向大規模產(chǎn)業(yè)化仍需“爬坡過(guò)坎”。對于侵入式技術(shù)而言，生物相容性、信號穩定性和系統可靠性是主要挑戰；對于非侵入式設備，如何克服頭皮和顱骨對信號的衰減，在復雜的噪聲環(huán)境中實(shí)現穩定、高精度的解碼，仍是難題。此外，倫理與數據隱私問(wèn)題也不容忽視，亟須建立完善的監管框架與行業(yè)標準。

展望未來(lái)，腦機接口技術(shù)的潛力遠不止“修復”缺陷，它正朝著(zhù)“增強”人類(lèi)能力與“融合”人機智能的深水區進(jìn)發(fā)。我們或許能借助腦機接口技術(shù)提升記憶效率，或是實(shí)現無(wú)需語(yǔ)言中介的“腦際通信”，甚至將數字世界的海量信息流直接轉化為感知體驗。

然而，其終極愿景還在于“人機共生”。當人的大腦以低功耗、強自適應與創(chuàng )造力直覺(jué)，與計算機的海量存儲、精確計算和高速互聯(lián)能力相結合，未來(lái)，腦機接口技術(shù)將帶我們從主要處理虛擬信息的數據智能時(shí)代，邁向能夠直接精準操控物理實(shí)體的物理智能時(shí)代，并終將通向我們與機器及環(huán)境深度互嵌共生的生物智能時(shí)代，重新定義生命的邊界。

（作者為中國科學(xué)院院士、南京大學(xué)副校長(cháng)，本報記者姚雪青整理）