2024年1月29日，清华大学团队公布了其去年10月进行的脑机接口临床试验成功的消息。在此次试验中，一名35岁颈椎高位截瘫男性通过脑机接口微创手术，实现了通过脑电活动驱动气动手套、自主喝水等脑控功能。在此前一天，埃隆·马斯克也宣布其团队完成首例人类脑机接口芯片植入手术。近年来大火的脑机接口到底是什么？清华与马斯克的脑机接术有何不同？脑机接口临床试验的成功将为医学带来什么进展？2024年2月29日，学生命科学学院的朱景宁教授接受采访，对上述问题作出了专业解答。
学生命科学学院朱景宁教授介绍：“脑机接口既可以是‘简单’的单向装置——从脑到机器，或者从机器到脑，也可以是复杂的双向控制装置，可同时实现从脑到机器、从机器到脑的连接与控制。”
清华大学团队脑机接口试验，也是在患者脑内植入特定设备，使患者脑内的电信号可被读取和解码，并传输到特定的设备上，最终实现对患者运动功能的一系列控制。
朱景宁教授介绍，根据电极是植入头皮表面、颅骨内还是脑组织内，脑机接口可划分为三种类型——非侵入式、半侵入式与侵入式。脑机接口的植入层级与信号质量呈正相关，随着植入层级深入，神经元的电信号分辨率依次递增，解码的准确性也随之增强。
但是，由于植入脑内的电极并非生物组织，其与大脑之间存在相容性问题，如电极在脑内产生的微小位移导致电极传输效率下降、电极可能会随着时间的推移产生一系列瘢痕组织等。
埃隆·马斯克团队研发的Neuralink，属于侵入式脑机接口。由于电极深入到了脑组织，采集到的神经元电信号也会更高，解码的准确性相对更强，但侵入式脑机接口需进行开颅手术，相对来说存在更高的风险，且电极与大脑的相容性问题将使得术后维护更为不便。
清华大学团队此次试验采用的是半侵入式脑机接口，在某种程度上兼顾了侵入式和非侵入式二者的优点——既能采集到比颅骨外分辨率更高的信号，同时又避免因打开硬脑膜而产生的一系列问题。
朱景宁教授表示，在临床上，基于脑机接口的神经调控技术——脑深部电刺激（deep brain stimulation, 简称 DBS）已经得到比较广泛的应用。通过植入的电极，电脉冲可传输至大脑中的特定脑区，帮助治疗因帕金森病导致的震颤、冻结步态等运动障碍，以及其他精神疾病，如重度抑郁症、强迫症等。
同时，作为一种可控的直接改变大脑活动的方式，传统DBS技术也正朝着实时闭环操控的方向发展。在治疗中，机器可对脑部神经网络的异常进行实时读取和鉴别，进而发出恰当的指令，纠正脑功能网络的活动。
患者在接受此次清华大学团队的半侵入式脑机接口手术后，通过颅骨就可进行无线供电，这在一定程度上避免了复杂的术后维护问题。然而，侵入式脑机接口手术，术后维护却涉及持续供电不便与电极性能下降两方面问题。
朱景宁教授介绍，开发与生物组织相容性更好的“柔性电极”技术，未来或许会对侵入性脑机接术的突破带来很大推动作用。
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