開欄的話

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

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

本版今起開設(shè)“嘮‘科’·科幻里的科學(xué)”欄目，結(jié)合科幻作品中的情景描述，介紹現(xiàn)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(dá)》里跨越物種的意念連接，科幻作品中對腦機(jī)接口技術(shù)的瑰麗想象，始終映射著人類突破自身局限的渴望。如今，這項(xiàng)技術(shù)正快步走出銀幕，改變患者的生活。腦機(jī)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(zhǔn)成像、智能解碼與主動(dòng)調(diào)控，在“腦”與“機(jī)”之間建起一條雙向的高速信息通路。

實(shí)現(xiàn)“腦”與“機(jī)”的互聯(lián)，關(guān)鍵在于高精度的腦信號采集與解碼。通過電、磁、光、超聲等手段，大腦活動(dòng)被轉(zhuǎn)化為可分析的數(shù)據(jù)。隨后，強(qiáng)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(zhǔn)識別“移動(dòng)手臂”等具體意圖，并將其轉(zhuǎn)化為外部設(shè)備（如機(jī)械臂）的執(zhí)行指令。同時(shí)，解碼結(jié)果也可反向編碼寫入大腦，用于干預(yù)神經(jīng)活動(dòng)，為治療疾病提供可能。根據(jù)與腦組織的接觸程度，現(xiàn)有技術(shù)路徑主要分為侵入式、半侵入式和非侵入式3類，分別面臨生物相容性、信號精度與安全性的挑戰(zhàn)。

當(dāng)前，全球腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展正呈現(xiàn)出從重建基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)功能向修復(fù)高階感覺乃至認(rèn)知能力拓展的趨勢，且過程日趨高效與微創(chuàng)。在這場全球競賽中，我國發(fā)展迅猛，不僅在國家層面出臺(tái)了推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)施意見，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展的侵入式腦機(jī)接口前瞻性臨床試驗(yàn)，采用了體積小、柔性強(qiáng)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(jī)接口技術(shù)已廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)康復(fù)、航天員訓(xùn)練等場景；半侵入式“北腦一號”等系統(tǒng)也成功完成人體植入……我國腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模，展現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景。

腦機(jī)接口技術(shù)尤其是肩負(fù)重任的醫(yī)療應(yīng)用，邁向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍需“爬坡過坎”。對于侵入式技術(shù)而言，生物相容性、信號穩(wěn)定性和系統(tǒng)可靠性是主要挑戰(zhàn)；對于非侵入式設(shè)備，如何克服頭皮和顱骨對信號的衰減，在復(fù)雜的噪聲環(huán)境中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高精度的解碼，仍是難題。此外，倫理與數(shù)據(jù)隱私問題也不容忽視，亟須建立完善的監(jiān)管框架與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

展望未來，腦機(jī)接口技術(shù)的潛力遠(yuǎn)不止“修復(fù)”缺陷，它正朝著“增強(qiáng)”人類能力與“融合”人機(jī)智能的深水區(qū)進(jìn)發(fā)。我們或許能借助腦機(jī)接口技術(shù)提升記憶效率，或是實(shí)現(xiàn)無需語言中介的“腦際通信”，甚至將數(shù)字世界的海量信息流直接轉(zhuǎn)化為感知體驗(yàn)。

然而，其終極愿景還在于“人機(jī)共生”。當(dāng)人的大腦以低功耗、強(qiáng)自適應(yīng)與創(chuàng)造力直覺，與計(jì)算機(jī)的海量存儲(chǔ)、精確計(jì)算和高速互聯(lián)能力相結(jié)合，未來，腦機(jī)接口技術(shù)將帶我們從主要處理虛擬信息的數(shù)據(jù)智能時(shí)代，邁向能夠直接精準(zhǔn)操控物理實(shí)體的物理智能時(shí)代，并終將通向我們與機(jī)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，本報(bào)記者姚雪青整理）

原標(biāo)題：“人機(jī)共生”，重新定義生命邊界（嘮“科”·科幻里的科學(xué)）