追问｜从音乐“读心”到偏瘫康复：脑机接口的“科幻泡沫”与现实应用边界

【导语】近日上海交大校友音乐会上，志愿者头戴脑机接口设备，随音乐变化实时呈现脑活动图像，引发关注。脑机接口虽非万能，也难实现“赛博飞升”，但已在康复领域展现潜力，为患者带来希望。其发展仍面临大脑复杂性、应用局限、资本错配等挑战，未来突破或依赖人工智能算法升级与脑科学进展。

·脑机接口并非包治百病的神器，也远未到能让人类“赛博飞升”的效果。但在康复中心里，这项由脑科学与AI共同驱动的技术正为很多患者带来实实在在的希望。

音乐会上，当上一支乐队激情献唱之后，几名头戴着蜘蛛网般“神秘设备”的志愿者悄然登上了舞台。当观众还在好奇节目内容的时候，大屏幕上赫然出现了代表几人大脑活动情况的图像。随即，或欢欣、或平静的不同音乐片段响起，这些图像也随之发生变化。

舞台上的工作人员向观众解释道，这些志愿者佩戴的是脑机接口设备，能够通过帽子上的多个电极记录大脑活动产生的电信号，从而绘制出反映不同脑区活跃情况的图像。当佩戴者们听到不同音乐时，他们的大脑活动发生改变，而这些数据能够帮助科学家更好地研究和干预抑郁症、失眠乃至阿尔茨海默病。

在这些图像中，红色代表脑区活跃，而蓝色代表平静，每位志愿者的分布大不相同。当音乐从《泰坦尼克号》切换到《西游记》时，他们的脑图发生了一些肉眼难辨规律的变化。“根本就没变嘛。”一位在场观众疑惑地说。

这是近日在上海交通大学机械与动力工程学院校友音乐会上发生的一幕。生产这些脑机接口设备的公司、上海念通智能的创始人束小康告诉澎湃科技，每个人的脑电图差别很大，而音乐刺激与大脑活动的关系究竟是怎么样的，还要对数据进行离线分析才能知道。即便如此，他认为脑机接口用这种形式“亮相”仍然很有意义，能够向公众展示其应用前景。

音乐会上，佩戴脑机接口设备的志愿者们正在等待登台。图片由受访者提供

应用的局限

这次演示背后的原理是“音乐治疗”，即通过音乐刺激来改变大脑活动以达到治疗目的。例如，近期一项国内研究指出，多人共同聆听音乐时，大脑活动呈现高度同步，彼此间会更加亲密，或可据此为感到孤独的人设计治疗场景。

无论是研究这些脑部规律，还是根据具体患者的情况进行干预，都需要收集大脑活动的数据——这是脑机接口的主要功能之一。在一个理想的应用场景中，脑机接口可以根据佩戴者大脑活动的情况，自动播放音乐，比如在睡不着的时候播放催眠音乐，在难过的时候播放令人开心的音乐，当然最终要有切实的效果。

尽管这听起来充满想象空(kōng)间(jiān)，但(dàn)束(shù)小(xiǎo)康(kāng)坦(tǎn)言(yán)，这(zhè)次(cì)活(huó)动(dòng)只(zhǐ)是(shì)一(yī)种(zhǒng)概(gài)念(niàn)演(yǎn)示(shì)，这(zhè)样(yàng)的(de)产(chǎn)品(pǐn)还(hái)要(yào)寄(jì)希(xī)望(wàng)于(yú)我(wǒ)们(men)的(de)神(shén)经(jīng)科(kē)学(xué)家(jiā)和脑机接口企业共同研究和开发。

“我们公司其实主要做的是神经康复的脑机接口，就是给那些中风引起的偏瘫患者用脑机接口去训练，来恢复肢体功能。”束小康说。

他表示，脑机接口的最大特点在于大脑与机器“实时双向互动”。国家药监局在今年9月份发布了中国第一份脑机接口国家标准，明确定义了什么是脑机接口：从中枢神经系统（大脑或脊髓）采集信号，要有实时的双向互动，即能看到大脑的变化，并对这个变化做出反应，最终要达到治疗、诊断或增强功能。“如果没有这些功能，只是采集脑电信号，它也不叫脑机接口。”

从(cóng)这个角度来看，脑机接口领域的应用目前仍然非常有局限性，“最有可能落地的就是中风患者的肢体康复，其次是睡眠、阿尔茨海默病以及癫痫这些脑疾病。”

在束小康看来，无论是信号更清晰、需要开颅植入大脑的侵入式脑机接口还是脑电帽等非侵入式脑机接口，需要克服的根本性难题在于大脑的复杂性。他举例道，在目前最成熟的运动想象脑机接口技术中，即便有人工智能算法的加持，也仅能识别大脑的“二分类”指令，例如“抓”与“放”。

“但凡加一个动作类别，它的准确度基本上就会从百分之八十掉到百分之五六十。”他说，“人工智能的计算逻辑跟大脑的计算逻辑完全不一样，我们很难把里面的运行规律找到。”

泡沫毋庸置疑？

即便应用场景有限，脑机接口无疑是当下最炙手可热的科技赛道之一。国家“十五五”规划建议等政策文件中明确提及它的重要地位，大量资本涌入，媒体关注度激增、创业企业扎堆出现。

“存在很大的泡沫，这是毋庸置疑的。”束小康说。泡沫的第一个表现是预期过高。普通公众对脑机接口的想象往往停留在科幻电影的层面——用意念控制机器人、穿上外骨骼重新行走、甚至把知识直接灌进大脑。

“有人会问我，小孩子不愿意学习，是不是可以直接把知识灌进去。”束小康说，“这些想象很美好，但是太夸张了，做不到的。”一些企业和媒体也乐于放大这些想象。他们在宣传脑机接口的控制功能时往往夸大其词，宣传某(mǒu)款(kuǎn)设(shè)备(bèi)能(néng)让(ràng)患(huàn)者(zhě)“用(yòng)意(yì)念(niàn)玩(wán)游(yóu)戏(xì)”或(huò)“控(kòng)制(zhì)机(jī)器(qì)人(rén)”，技(jì)术(shù)确(què)实(shí)可(kě)行(xíng)，但(dàn)往(wǎng)往(wǎng)忽(hū)视(shì)了(le)最(zuì)核(hé)心(xīn)的(de)问(wèn)题(tí)：这(zhè)些(xiē)应(yīng)用(yòng)的(de)实(shí)际(jì)医学价值有多大？

相比于能够通过其他技术手段更容易实现的控制应用，目前脑机接口技(jì)术(shù)在(zài)神(shén)经(jīng)损(sǔn)伤(shāng)患(huàn)者(zhě)的(de)康复训练等医疗场景或许有着更大的作用。“对于康复来说有很重要的意义，因为脑机接口实现的是大脑跟外周神经的闭环调控，通过这种闭环调控可以带来神经功能重塑。”束小康说。

许多企业正在探索使用脑机接口治疗抑郁症、焦虑症等心理疾病，但挑战在于背后的脑科学依据实际上还不清楚。束小康认为，这样的产品要成功落地，首先还(hái)需(xū)要(yào)加(jiā)深(shēn)对(duì)疾(jí)病(bìng)背后科学规律的认知。

泡沫的第二个表现是资本的错配。在需要开颅植入的侵入式和佩戴外部脑电设备的非侵入式两条技术路线中，大量资本涌向了前者，因为侵入式的指标更高、控制更精准。但问题在于，侵入式需要开颅手术，每次临床试验投入可能达到数千万，而其适应症和治疗效果可能还不明确。

相比之下，“非侵入式脑机接口跑得太慢。”束小康认为这是一种不健康的发展模式，“侵入式脑机接口确实可以做到更高的控制精度，但是非侵入式脑机接口可以在有限的控制精度下达到更广泛的应用效果。”

而在监管层面，“现在国家基本上就是把侵入式跟非侵入式的脑机接口同时作为三类医疗器械监管，导致非侵入式的（审批）也变得很难。”

下一个重大突破的方向

在束小康看来，脑机接口的下一个重大突破可能来自两个方向：人工智能算法的升级和脑科学本身的进展。

脑机接口不是一个新概念，但其近年来的飞速发展则得益于人工智能算法的发展，让复杂的大脑信号模(mó)式(shì)能(néng)够(gòu)被(bèi)更(gèng)好(hǎo)的(de)识(shi)别(bié)。然而，束小康表示，目前脑机接口采用的都是高校研究已久的成熟算法，企业的创新空间有限。“其实到企业说实话不可能非常创新了，模型都已经研究得大差不差，算法(fǎ)方(fāng)面(miàn)的(de)提(tí)升(shēng)可(kě)能(néng)有(yǒu)限(xiàn)。”

更(gèng)关键的(de)制(zhì)约(yuē)来(lái)自(zì)脑(nǎo)科(kē)学(xué)本(běn)身(shēn)。束(shù)小(xiǎo)康(kāng)强(qiáng)调(diào)，“脑(nǎo)科(kē)学(xué)的(de)发(fā)展(zhǎn)本(běn)身(shēn)肯(kěn)定(dìng)是(shì)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)的(de)一(yī)个(gè)上(shàng)限(xiàn)的(de)瓶(píng)颈(jǐng)。”换(huàn)句(jù)话(huà)说(shuō)，脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口无法做出我们未能理解的事情。如果我们不清楚音乐如何治疗失眠、何时应该给什么刺激能改善睡眠结构，再先进的设备也无法回答这个问题。

束小康认为，脑科学研究呼唤更加高效的脑机接口算法和设备，而脑机接口的研究和应用本身也会反过来促进脑科学的发展。许多医生与科学家在接触脑机接口产品和研究后，对大脑有了更全面的认知，这可能会改变他们对患者诊断和治疗的理解。

束小康对脑机接口的近期前景做出了相对保守但具体的预判：“未来3到5年，神经康复是脑机接口技术的主要落地场景(jǐng)之(zhī)一(yī)。”

在(zài)这(zhè)个(gè)场(chǎng)景(jǐng)中(zhōng)，瘫(tān)痪(huàn)的(de)病(bìng)人(rén)可(kě)以(yǐ)通(tōng)过(guò)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)来(lái)控(kòng)制(zhì)气(qì)动(dòng)手(shǒu)套(tào)等(děng)设(shè)备(bèi)，来(lái)完成抓握等动作。其目的并非通过这些设备进行日常生活，而是在这种训练中引导大脑重建对肢体的控制能力。

虽然神经的这种“可塑性”能力仍然存在很多科学谜团，实际治疗效果也往往因人而异，但总体而言脑机接口疗法(fǎ)已(yǐ)经(jīng)显(xiǎn)示(shì)出(chū)不(bù)错(cuò)的(de)效(xiào)果(guǒ)。束(shù)小(xiǎo)康(kāng)透(tòu)露(lù)，念(niàn)通(tōng)智(zhì)能(néng)的(de)产(chǎn)品(pǐn)已(yǐ)经(jīng)完(wán)成了数百例针对中风偏瘫患者的多中心临床研究，结果显示，在传统康复手段50%左右有效率的基础上，结合脑机接口技术后，整体有效率能提升到接近90%。

“有些中风患者，治疗了不到20天，手脚都能动了。后来其中还有一位患者跑了半马，这让医生都很惊讶。”他说。

音乐会上的实时脑图演示，或许只是满足观众好奇的“演出效果”和对科研工作者的一种启发。脑机接口并非包治百病的神器，也远未到能让人类“赛博飞升”的效果。但在康复中心里，这项由脑科学与AI共同驱动的技(jì)术(shù)正(zhèng)为(wèi)很(hěn)多(duō)患(huàn)者(zhě)带(dài)来(lái)实(shí)实(shí)在(zài)在(zài)的(de)希(xī)望(wàng)。当(dāng)观(guān)众(zhòng)看(kàn)到(dào)那(nà)些(xiē)跳(tiào)跃(yuè)的(de)彩(cǎi)色(sè)图(tú)像(xiàng)是(shì)大(dà)脑(nǎo)在(zài)音(yīn)乐(lè)刺(cì)激(jī)下(xià)的(de)活(huó)动(dòng)缩(suō)影(yǐng)时(shí)，关于(yú)“脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)到(dào)底(dǐ)能(néng)干(gàn)什(shén)么(me)”的(de)讨(tǎo)论(lùn)也(yě)已(yǐ)经(jīng)从(cóng)科(kē)幻(huàn)的(de)想(xiǎng)象(xiàng)落到了真实的场景中。