戴个“头盔”就能用意念控制机器？这曾是科幻电影里的经典场景。如今，脑机接口技术正在让这一想象走向现实。

9月19日，浙江大学脑机智能全国重点实验室研究员、博士生导师赵莎做客第九期“珠海大讲堂”，以《当大脑“对话”机器——脑机接口如何改变我们的生活》为题，从基本原理到技术路线，从医疗康复到智能交互，用通俗的语言，带现场观众走进脑机接口的世界。

对赵莎来说，这次来珠海，不只是主讲一场讲座，更是一次“回家”。她曾在暨南大学珠海校区读本科，2011年保送到浙江大学。讲到对珠海的感情，她一度哽咽。“今天真的非常激动，我看到现场还有许多小朋友，我会尽自己最大的努力，让你们都觉得有趣。”

大脑和机器，到底怎么“对话”？

抛开科幻片，现实中的脑机接口，到底是怎么让大脑和机器“对话”的？

赵莎用一句话解释：大脑在进行某一个特定任务时，会呈现一定的模式。这时候就可以利用AI算法把这个模式识别出来，把信号解读成具体的语义后，再输送给机械臂等外部设备，机械臂就可以动起来了。

脑机接口的技术根据采集部位不一样，分成三条路线。

第一种，非侵入式。看上去就像戴个帽子一样，从头皮采集脑电信号。

第二种，侵入式。即做一个开颅手术，去采大脑皮层里神经元放电的信号。

第三种，硬脑膜方案。介于两者之间。

三种路线各有利弊。非侵入式不用开颅，大家接受起来比较快，侵入式信号质量就好很多。

从巴西世界杯开球讲起：脑机接口为什么重要？

2014年6月12日，在圣保罗举行的巴西世界杯开幕式上，一个下身瘫痪的巴西少年，依靠大脑控制机械骨骼的运动，顺利开球。这是杜克大学神经科学首席教授Miguel Nicolelis团队开发的脑机接口技术辅助假肢。此后，人们对脑机接口的关注越来越多。

脑机接口最大的应用场景，就是在医疗健康领域。尤其在老龄化趋势下，其意义逐渐显现。人脑随着年龄增长，功能逐渐衰减，认知和情感感知能力也在减弱，通过脑机接口技术，可以做特定功能的增强。

脑机接口具体能做什么？

为了让大家更加直观地感受到脑机接口可以给生活带来的变化，赵莎介绍了多个脑机接口应用案例——有可以帮助下身瘫痪患者行走的外骨骼机器人，有通过脑机接口技术设计的神经控制假肢，还有把外界信息输入大脑服务于听障人士的人工耳蜗等。

此外，脑机接口不只是把脑信号读出来，还可以对大脑做干预，利用光、电、磁、声等观测与调控技术，为理解大脑、连接大脑提供革命性的新工具。

她将目前脑机接口研究工作归纳为六个方向：记录大脑、解读大脑、调控大脑、修补大脑、增强大脑、模拟大脑。

记录大脑。这是脑机接口的基础环节，核心是研制更安全、更稳定的神经电极和芯片，把大脑发出的信号高质量地采集下来。

解读大脑。记录到信号之后，关键是从中读出大脑的真实状态和意图。有团队研发了脑电基座大模型CBraMod，这是一种预训练的通用脑电解码模型，支持多种解码任务，具有跨任务适应、跨人群泛化和多格式信号兼容等优势。赵莎将其比喻为脑机接口里的“豆包”。

调控大脑。脑机接口不只是“读”，还可以“写”，也就是对大脑活动进行干预和调节。有团队利用光遗传学方法，有选择地激活小鼠内侧前额叶脑区的神经元，使平时处于劣势的小鼠勇气倍增，成功逆袭；在抑郁症治疗方面，有团队为一例重度抑郁症患者植入脑机调控装置，近一年后基本康复，在停止刺激超过两年的情况下也未复发。

修补大脑。这一方向面向的是因疾病或损伤而丧失功能的患者，目标是通过脑机接口技术帮助他们恢复部分感知或运动能力。在人工视觉方面，有团队通过刺激让失明患者恢复一些光感；在脊髓神经刺激方面，有团队已成功完成国内首例闭环脊髓神经接口病例，让截瘫病人金大叔能够自主站立与行走。

增强大脑。除了修补受损功能，脑机接口还可以增强正常大脑的能力。有团队做了视觉增强的大鼠Cyborg：在它皮层里植入芯片，芯片结合外部路标对大脑做刺激，慢慢大鼠就能成功走出复杂迷宫。在救灾的时候，尤其是地下环境，如果让老鼠或动物机器人代替人类做探索，具有非常大的应用意义。

模拟大脑。这一方向借鉴人脑的工作原理，探索全新的计算范式，为构建人工智能算力基座提供新的技术方案。

●互动环节●

讲座最后，既有暨南大学智能科学与工程学院人工智能专业的研究生提问，也有白发苍苍的长者和穿着校服的小学生提问，话题从科学伦理到跨学科学习，现场气氛热烈。

赵莎表示，脑信号若被随意解读确实可怕，科研工作要先保护隐私，数据匿名化处理。建议有志学习脑机接口的学生，利用好网上丰富的资源，使用好大模型，为跨学科专业知识的学习减轻负担。

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