能让瘫痪的病人站起来 这些科幻场景正走进现实 脑机接口离我们远吗

近年来，脑机接口在我国的发展有提速趋势。从电影《钢铁侠》中男主人公用意念控制战甲，到《黑客帝国》里现实世界的人类通过插入连接器的方式进入“母体”世界，再到《流浪地球2》将思维上传到计算机打造数字生命。科幻世界当中的这些细节催生了一个特别热门的词——“脑机接口”。

什么是脑机接口?脑机接口究竟有多神奇?

“接收神经信号的假肢”使用者：我这个手臂完全是用我大脑控制的，戴上这个“手”以后，我只要想就可以直接做任何动作。

侵入式脑机接口使用者：它其实不只是让你开心起来，它是让你找回丢失掉的生命力。

什么是脑机接口?

世界神经调控学会中国分会主席 栾国明：脑机接口可以分为广义的和狭义的。世界上任何一个计算机和中枢神经系统建立一种联系，这就是脑机接口。把这个连接通过获取信号后读码、解码，再反馈回去，这是真正的脑机接口的一个应用。

世界功能神经外科学会精神病外科治疗委员会主席 孙伯民：脑机接口通过计算、人工智能，获得脑子里原始的信息，使我们更直接、更深层次、更准确地了解脑，尤其是对一些疾病的认识，它的产生、它的机制。

脑机接口离我们远吗?

强脑科技有限公司CEO 韩璧丞：脑机接口离我们的生活一点也不遥远。我们想把脑机接口做成真实世界的产品，“造人”是指修复人，帮助那些没有手、没有脚的残疾人，帮助他们神经重连，让他们用意识控制手和脚，恢复生活。

上海交通大学计算机科学与工程系教授 吕宝粮：理论上，有了脑机接口能让瘫痪的病人重新站起来。脑机接口也可以用到正常人身上，现在一些非常重要的岗位，例如飞行员、高铁司机，他们的疲劳程度、工作负荷、情绪状态，都可以这种技术来探测。

中国社会科学院科技哲学研究室主任 段伟文：人的很多行动、行为都由神经控制。通过脑机接口的手术或者技术，可以改变残疾人的缺陷，增强运动或行动的能力。

“脑机接口”能预防未来的疾病?

世界神经调控学会中国分会主席 栾国明：脑科学、脑健康管理的一个重要问题，就是一个人在健康的状态中，预判未来三年、五年、十年会发生哪些脑的问题。

把脑电三年的变化，影像学变化、功能变化，认知、记忆的变化，做曲线分析，就能预判五年后会怎么样，十年后会得什么病。举个例子，预判五年后要得脑出血，那就能提前预防一下。

，时长01:40强脑科技有限公司CEO 韩璧丞：很多老人到了一定时候，突然间就发现走路很困难，当他选择不走路，卧床、坐轮椅几十天，人体机能会快速下降，可能以后很难再次走路了。

所以我们现在在研究，有没有可能做一个新型的脑机接口装置，像裤子一样让他穿上，穿上之后不会有疲惫感，让他能够多走五到十年的路。

据中研普华产业研究院出版的《2022-2027年国内外类脑计算技术发展研究及趋势预测报告》统计分析显示：

大脑是人类最重要的器官，理解大脑的结构与功能是21世纪最具挑战性的前沿科学问题。近年来，美国、欧盟、日本等国家(地区)纷纷宣布启动脑科学研究，即“脑计划”;脑科学研究既对有效诊断和治疗脑疾病有重要的临床意义，还可推动新一代人工智能技术和新型信息产业的发展。

类脑计算是指利用数字电路、模拟电路、数模混合电路或新器件来仿真生物神经元以及神经元间的突触连接，进而利用超大规模集成电路(Very Large Scale Integrated，VLSI)系统来模仿神经系统中的神经生物学结构。和现有冯诺伊曼体系结构 计算与存储分离的特点相对，类脑计算中的神经元结构既有计算能力，也有存储能力。

类脑计算的这种特点从根本上消除了冯诺伊曼体系结构的“存储墙”问题。通过对类脑计算进行研究，能够更好地理解脑计算模型，为实现类脑智能提供路径。

SNN也被称为第三代神经网络，是人工智能领域机器学习算法的一种，是计算机科学与生物神经科学交叉而成的新兴学科。

相比于传统的ANN，如各种深度学习网络，SNN实现了更高级的生物神经元模拟水平，更容易模拟人脑低功耗高性能的处理方式，是信息技术向智能化发展的重点研究方向。

与ANN相比，SNN有诸多优良特性，在实现低功耗、高性能的智能系统上潜力巨大。类脑计算研究涉及的领域范围广泛，包括材料科学、神经科学、电气工程、计算机工程和计算机科学等。

材料科学家研究、制造和表征可用于类脑器件的新材料，重点是展示与生物神经系统相似特性的材料。神经科学家提供可能在类脑计算意义上有用的新知识，并利用类脑计算系统来模拟和研究生物神经系统。

电子和计算机工程师利用模拟电路、数字电路、数模混合电路和器件来构造系统，模拟神经系统的运行过程，开发由生物启发的类脑计算系统。

类脑计算系统的研究涉及到类脑处理器微体系结构技术、体系结构技术、类脑处理器配套的软件工具链和基于脉冲神经网络的算法等研究领域。

国内外类脑计算技术发展研究

在现阶段的社会发展过程中计算机科学技术在社会中的应用具有极大的社会现实含义，不仅其在加速社会经济的道路上起到了积极的作用。计算机技术在发展的同时带动经济社会的进步。

由于传统的计算机科学没有相关的技术信息支撑，当代的发展方向是积极向前的、相互融合的。不过由于当代社会信息的共享性还有待于提高到新的阶段，-些方面的信息受到一定的局限和垄断性。

伴随着越来越普遍的计算机科学在全世界范围内的迅猛发展，信息将可以被方便快捷的进行传播，有理由相信计算机技术将会带动社会经济更好发展，其对经济的发展将起到积极有效的作用。

许多新兴的类脑芯片在SNN计算中显示出巨大的潜力。 例如浙江大学的达尔文芯片，其目标是嵌入式低功耗应用。

苏黎世大学研究人员开发的DYNAP-SEL结合了异步数字逻辑和模拟电路，以实现模拟SNN实现。 清华大学的研究人员成功设计了混合型天机芯片 ，该混合型既可以实现常规神经网络又可以实现SNN。

随着脑科学与类脑行业竞争的不断加剧，大型企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内外优秀的脑科学与类脑企业愈来愈重视对行业市场的分析研究，特别是对当前市场环境和客户需求趋势变化的深入研究，以期提前占领市场，取得先发优势。正因为如此，一大批优秀品牌迅速崛起，逐渐成为行业中的翘楚。

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