科普:脑机接口技术的发展历程
脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接,实现大脑与设备的信息交换。其作用机制是绕过外周神经和肌肉,直接在大脑与外部设备之间建立全新的通信与控制通道,它通过捕捉大脑信号并将其转换为电信号,实现信息的传输和控制。随着脑机接口的发展,其内涵也在不断丰富。
德国精神病学家Hans Berger首次从人类大脑中记录并将其命名为脑电图(Electroencephalography,EEG),首次揭示了大脑活动与电信号之间的联系。Berger的研究是人类对大脑神经活动探索的开端。
1969年
德裔美国神经学家Eberhard Fetz进行了人类历史上第一个真正的脑机接口实验。实验将猴子大脑中一个神经元的活动与仪表盘的指针运动关联起来,当神经元被触发的时候,仪表盘的指针会转动。
1973年
美国加州大学洛杉矶分校的Jacques J. Vidal在其论文中首次明确提出了“脑机接口”这一专业术语,并完成虚拟光标控制实验。这被认为是BCI领域的正式开端。往后,脑机接口技术开始进入应用实验阶段。
近年来,脑机接口技术在医疗领域中主要应用于运动功能恢复、认知障碍和衰退诊断、闭环神经调控等方面。通过不断研究深入,有很多高水平的研究成果涌现出来,并且部分成果也已从试验研究转换成了能够在实际场景中进行的真实应用,进一步推动了脑机接口技术在医疗领域的发展。例如深部脑刺激技术,通过立体定向手术将电极植入脑内特定核团,利用高频电脉冲调控异常神经环路功能,该技术原先获批主要是应用于帕金森病、特发性震颤等运动障碍疾病的治疗,但随着研究的展开,目前也适用于癫痫、疼痛及部分精神疾病领域。
脑机接口技术发展至今已完成了从早期探索论证到应用试验的转换,虽然仍面临不少需解决的问题,也面临着多种挑战,如核心技术还处于瓶颈期、系统安全评估困难、伦理治理面临多方面困境等方面。但是不可否认的是目前正处于蓬勃发展的关键窗口期,未来脑机接口技术也将会继续加速发展。
参考来源:
[1]范存航,张宏玉,吕钊.脑机接口发展历程:从实验室到前沿应用[J].张江科技评论,2025,(03):4-7.
[2]姜彦丽,刘新玉.脑机接口技术的研究现状与发展趋势[J].科技视界,2024,14(04):56-58.
