中国粉体网讯 1月29日，埃隆·马斯克表示，他旗下的脑机接口公司“神经连接”28日完成了首例脑机接口设备的人体移植，移植者目前恢复良好。
首例脑机接口设备人体移植一经发布，在社交媒体也引发广泛关注，大家褒贬不一。有网友表示，这让我对未来感到不安，但如果这可以治疗痴呆这类病的话，那么我会支持。也有网友表示，这比人工智能还要可怕。
什么是脑机接口设备？
简单来说，就是通过向人脑植入电极、芯片等装置，建立连接人脑与外部设备的通信和控制通道，即脑机接口，从而实现用大脑生物电信号直接操控外部设备或以外部刺激调控大脑活动的目的。这一技术若能成功，将造福有视觉或行动障碍等疾病的患者。
脑机接口技术的终极目标是，有一天让人类用意念控制计算机！促成人机相融，让机器嵌入人体，构成一个十分庞大的人的体外支持系统。从设计思路来看，可谓大胆！此时此刻，粉体网编辑想说，技术想象与伦理检视要同步进行，这一点还是不能被遗忘。
变革性的人机交互技术？
“脑机接口”是一种变革性的人机交互技术，工作原理是采集脑部神经信号并分析转换成特定的指令。这种技术能够在人或动物大脑与外部设备之间创建直接的连接，不依赖正常的由外周神经和肌肉组成的输出通路，实现“脑”与“机”之间的直接信息交换。
目前，脑机接口技术按照其是否需要侵入大脑以及侵入的程度分为非侵入式、侵入式、半侵入式三类。“神经连接”公司相关产品为侵入式。
无独有偶，就在埃隆·马斯克发布“脑机接口设备人体移植成功”动态约8小时后，清华大学官网发布了一则新闻称，清华大学与宣武医院团队成功进行首例无线微创脑机接口临床试验。新闻显示，经过3个月的居家脑机接口康复训练，脊髓损伤患者可以实现自主喝水等脑控功能。
宣武医院与清华大学团队共同宣布，全球首例通过植入式硬膜外电极脑机接口辅助治疗的四肢截瘫病例，在行为能力康复上取得突破性进展，实现自主脑控喝水。
值得注意的是，该脑机接口与马斯克领导的“神经连接”公司侵入式脑机接口不同，系把电极放在大脑硬膜外，通过长期动物试验研制，不会破坏神经组织，属于半侵入式。在医疗场景，侵入式和半侵入式脑机接口都有用武之地，不过对于投资机构而言，商业化落地难易将是选择投资标的的重要因素，从这个角度看，半侵入式脑机接口的优势更大。宣武医院团队表示，该项目有望先于埃隆·马斯克产业化。
首例患者通过无线微创脑机接口成功实现脑控抓握
图片来源：清华大学 新闻学院林毓菁摄
经过3个月的居家康复训练，该患者目前可以通过脑电活动驱动气动手套，实现自主喝水等脑控功能，抓握准确率超过90%。此外，患者脊髓损伤临床评分和感觉诱发电位测量情况均有改善。
赵国光教授团队进行首例无线微创脑机接口植入手术
目前，第二例脊髓损伤患者信号接收也正常，正在居家康复训练中。在原本不安的情绪中，粉体网编辑莫名的在国内脑机接口辅助治疗案例中多感受到了一点温度。
资料显示，该项无线微创脑机接口的临床试验分别于2023年4月和5月通过宣武医院、天坛医院伦理审查，并进行了国际和国内植入医疗器械临床试验注册。
未来应用前景如何？
据美国媒体报道，除“神经连接”公司外，目前还有多家美国公司也在研发脑机接口技术。专家认为，尽管脑机接口技术已取得较大进展，且具有广阔的想象空间，但距离真正的大规模商用还需要跨越很多障碍，不仅包括实用性的技术瓶颈，还包括伦理、隐私、社会公平等方面的问题。
未来哪种生物材料能应用到脑机接口设备上？
生物材料是指被设计用于与生物体相互作用，且不会产生明显副作用的材料。其凭借出色的生物相容性对人体进行治疗和诊断。生物材料是生物医学工程学的四大支柱之一，主要应用于骨再生、器官/其他组织移植、伤口/心血管修复、生物3D打印、人体功能修复、医学美容、药物/基因递送等领域。
脑机接口设备
据粉体网编辑了解，脑机接口设备共分为4大零部件：可生物兼容的外壳；可更换的电池；电子芯片，将信息从大脑传输到专用应用程序；用来捕捉、记录神经活动的导线。这其中，生物材料的选择，材料的安全性和生物相容性是重要的技术指标，是成功植入的关键。
从生物材料主要类别来看，主要包括以下几个大类：
（1）无机生物材料。包括生物惰性和活性陶瓷，在生理环境下，生物惰性陶瓷（如医用碳素材料等）的作用是构建界面并保持稳定；生物活性陶瓷（如生物活性玻璃等）的作用是促进骨组织沉淀，同时可被分解并被新的组织代替。
（2）有机生物材料。包括天然生物材料和合成生物材料。天然生物材料（如胶原蛋白类）有较好的组织相容性。目前发展最快的是合成高分子医用材料，具有良好的物理力学性能和一定的生物相容性。合成高分子材料中的软材料通常被用作人体软组织的替代品，如血管、食道和手指关节；合成硬材料可用作心脏瓣膜、球形瓣膜等。
（3）金属及合金材料。包括钴铬合金、钴铬镍合金、钛合金、不锈钢和镍钛形状记忆合金，制造的产品包括人工关节、人工骨和血管内支架。其中，镍钛合金具有智能记忆功能，可用于骨科、心血管外科等。
（4）复合生物材料。由两种或两种以上不同材料复合构成，可以修复或替换人体组织或器官，根据组成基材又分为高分子基、金属基和陶瓷基复合材料，例如碳纤维增强生化玻璃等；生物聚合物材料可用作高分子生物传感器，如酶、抗源、抗体和激素。
（5）杂化生物材料。是生物材料和非生物材料组成的复合体，包括天然合成材料和生物材料的杂化，以及上述材料和细胞的杂化。
（6）生物衍生材料。是一种非生物活性材料，其结构和功能类似天然组织，如人工心脏瓣膜等。
展望
随着脑机接口技术的发展，其在医疗领域与非医疗领域的潜在应用场景也在不断扩展，包括监测与评估大脑状态、调控神经、增强感官能力、提高游戏的操控性以及教育、军事等领域。那么，你能接受这项技术吗？
参考来源：新华社、央视新闻、科技日报等
何秋月，等：生物医用材料的生物相容性研究现状，山东农业工程学院
(中国粉体网编辑整理/昧光)
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