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2026-10-14
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一枚小小的硅基芯片
为人们连接神经断点与人生希望

日期:10-02
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版面:a0007版:潮新闻·深度       上一篇    下一篇

浙江大学脑机智能全国重点实验室,一款侵入式脑机接口安装示意图
今年9月,全国科普月上,公开展示的AI智能筛查评估系统

  浙江省人民医院眼科中心,晨光透过百叶窗斜切下来,在白纸上投出条状光影。失明快二十年的灵灵抬起手,笔尖悬在纸面上顿了半秒,凭着记忆里的手感,慢慢划出一个歪歪扭扭的字母“L”。

  为了这一笔,她等了快二十年。

  眼底那枚3毫米的硅基芯片,帮她挣脱黑暗,重新看到光和事物的真实轮廓。

  这是国内首例高分辨率视觉脑机GCP临床试验现场见到的真实一幕——灵灵佩戴的智能眼镜,负责把“看”到的画面翻译成大脑能“听懂”的电信号,然后传给植入眼底的芯片。芯片再通过无数个微小触点,激活眼底残存的视觉神经重新工作,让大脑重新“看”到画面。

  提起此类脑机接口,多数人想到的还是“意念控物”“机械飞升”等科幻画面。确实,在科研人员努力下,这些技术已能让患者重新拿起笔、重新站起来、重新听见声音。未来,人们想象中的那些场景,相信已经距离我们不远了。

给断裂的神经搭个“中继站”,帮病患走出困境

  支撑科研人员一扎就是几十年的,从来不是科幻情怀,是病房里一个个被神经损伤困住的人。浙江大学脑机智能全国重点实验室主任潘纲说,脑机接口在严肃医疗领域的落地逻辑很朴素:如何用技术帮最困难的病人先走出困境?

  运动功能重建,是这条路上最先被尝试并打通的一段。

  浙大二院的康复训练室里,61岁的金大叔扶着助行器,一步一步往前挪。此前,一场高空坠落摔断了他的胸椎脊髓,大脑发出的“走”的指令,再也传不到腿上。

  打破这个困局的,是一枚指甲盖大的硅基设备。它被植入脊柱,成了一个闭环的神经接口,成了神经信号的“中继站”——实时接住大脑传来的运动意图,芯片解码运算后转成精准的电脉冲,绕开断裂的地方,直接唤醒下肢神经。

  对科研人员来说,从摸清大脑的运转规律,到做出能用的芯片,再到建立人脑和芯片的双向连接,每一步都是摸黑向前的前沿研究。

  和运动重建并行往前推的,是感官修复。

  灵灵用的视网膜路径视觉脑机接口,来自杭州未来科技城的企业暖芯迦。她戴的智能眼镜实时拍下画面,转成电信号无线传到眼底的植入芯片,芯片再通过320路电极,精准刺激剩下的视网膜神经节细胞,重新畅联视觉通路。

  听觉重建,则早就实现了规模化落地,走进了普通人的生活。而这套“补全断裂神经”逻辑,也正在往更多领域延伸。

  脑机接口早就走出了重症病房,在浙江多家省级医院都有了更轻量的应用:脑机认知康复设备帮老人减缓记忆衰退,脑电反馈系统辅助矫正儿童多动症,柔性脑电头环搭配神经刺激,能缓解慢性失眠和神经疼痛……

  而且,2025年,浙江率先把“非侵入式脑机接口适配费”纳入医保,让这项技术的门槛一下降了下来,慢慢撕下了“高端小众”的标签。

这台“翻译机”,让人体和硬件对上话

  各类康复奇迹的背后,都是微观尺度里,一场漫长的磨合。说直白点,人体和硅基硬件根本是两套运行逻辑,要让它们对上话,远没那么容易。

  在潘纲看来,脑机接口就像是一台双向“翻译机”:一边读懂神经信号,转成芯片能处理的数字信息;一边把硅基设备的电信号,编码成神经能识别的模式,传回人体。

  按介入的深度,脑机接口大致分为两条路:非侵入式和侵入式。

  非侵入式好比“隔墙听音”:脑电帽贴在头皮上采信号;侵入式则是直接“进屋对话”:把微电极、芯片植进大脑皮层、视网膜、脊髓这些地方,和神经细胞挨得很近地交流,精度和分辨率高出一大截。

  但“进屋”的难度极高。要动开颅手术,芯片植入本身就有风险,再加上脑组织对硅基材料的排异、器件在体液里长期工作的可靠性,个个都是脑机领域难啃的硬骨头。

  所有这些难题的天花板,最后,都收束在一枚不到指甲盖大的芯片里。但依旧有两道坎需要迈过去:第一道坎,是在指甲盖大的地方刻高精度电路;第二道坎,是让芯片在身体里稳稳“活”十年以上,保证不出问题。

  “脑机接口的关键技术不仅仅是算法。”潘纲介绍,还包括非常重要的两方面:一就是电极材料、芯片工艺、生物封装这些底层硬件能力;二是对大脑工作机制的认知还不够。算法迭代可以很快,但硬件工艺、长期植入的可靠性、神经编码的底层规律,这些都得花时间才能搞明白。

  直到今天,人类也没完全搞懂大脑的神经编码逻辑。这些没解开的问题,正是当下脑机研究很核心的攻坚方向。从基础研究走到临床落地,中间隔着很长一段转化距离,南湖脑机交叉研究院就扮演着关键的“翻译官”角色——把论文里的理论成果,真正落地成临床上看得见的疗效。

在喧嚣中,找准价值边界

  这两年,脑机接口成了未来产业的热门赛道,资本往里涌,创业公司扎堆进,整个行业热得发烫。但是,火热不一定全是好事。

  业内人士反映,概念炒作乱象集中在两端:消费端,普通生物反馈头环被包装成“脑机黑科技”,宣称能矫正注意力、激发潜能,却拿不出严谨临床数据;产业端,部分企业将实验室阶段性成果包装为成熟产品,夸大了疗效与落地进度。

  在市场喧嚣之下,业界对脑机接口技术与价值边界的认知,高度一致。

  他们普遍认为,现阶段脑机接口的核心价值是功能修复与代偿,而非给普通人升级能力。真正落地的前沿应用,都聚焦在例如帮失明者看见光影、帮截瘫者重新站立、帮抑郁患者缓解痛苦。

  浙江脑机产业早已筑牢扎实的产业根基。全省形成了“一核四基地”的布局:杭州是核心创新策源地,聚集30多家重点企业,覆盖芯片电极、核心材料、产品研发、临床应用全产业链;宁波、绍兴、嘉兴、温州各有侧重,错位配套。

  头部企业则各有专攻:强脑科技的智能仿生手做到了十万台级量产,是全球最早规模化落地的民用脑机运动康复产品;诺尔康稳坐国产人工耳蜗的头把交椅;青石永隽扎在难治性抑郁症的侵入式神经调控领域;暖芯迦握有芯片自研能力,领跑视觉脑机赛道。与此同时,临床端也在同步加速推进应用:临床每一次真实的反馈,都在推着硅基设备和算法往更好方向优化。

  “脑机接口能走多远,除了关键技术的突破之外,高效的集成微系统也很重要。”潘纲说,“要综合考虑电极密度、信号精度、功耗控制、解码算法等。”

  在极小的微系统体积里实现多功能、高精度、低功耗、高生物相容性的集成,涉及横跨集成电路、材料科学、生物医学、精密封装的很多难题。但浙江的底气在于,不少本土企业已经跳出了“组装集成”的浅层模式,在芯片设计、电极工艺、生物封装、系统调试上都握有自主权。

  “未来若干年,癫痫、抑郁症等闭环调控设备会陆续批下来,视觉、听觉重建的产品有望慢慢进入常规诊疗。”潘纲预判,再往后,消费健康、特殊教育这些轻场景才会慢慢打开。技术迭代没有捷径,就像从黑白电视到高清彩电,从功能机到智能机,都需要一步一步走。