“人机共生”, 重新定义生命边界

开栏的话

得益于《流浪地球》《水星播种》等科幻作品，壮观的大科学装置、宏大的宇宙场面得到生动描绘，奇妙的想象、抽象的科学概念也得以具象呈现。

科幻作品是科学理性与人文温度的交汇，往往通过未来故事的讲述，思考并回答科技带来的现实影响。随着现代科技发展日新月异，前沿技术持续涌现，充满未来感的发展实践也为科幻创作插上想象的翅膀。

本版今起开设“唠‘科’·科幻里的科学”栏目，结合科幻作品中的情景描述，介绍现实土壤中的科学理念、前沿知识和科技成果。

从《黑客帝国》中意识沉浸的虚拟世界，到《阿凡达》里跨越物种的意念连接，科幻作品中对脑机接口技术的瑰丽想象，始终映射着人类突破自身局限的渴望。如今，这项技术正快步走出银幕，改变患者的生活。脑机接口技术如何帮助因神经损伤而陷入困境的患者重建与世界的连接？其本质在于对大脑信号进行精准成像、智能解码与主动调控，在“脑”与“机”之间建起一条双向的高速信息通路。

实现“脑”与“机”的互联，关键在于高精度的脑信号采集与解码。通过电、磁、光、超声等手段，大脑活动被转化为可分析的数据。随后，强大的人工智能算法扮演“实时翻译官”的角色，在纷杂的神经信号中精准识别“移动手臂”等具体意图，并将其转化为外部设备（如机械臂）的执行指令。同时，解码结果也可反向编码写入大脑，用于干预神经活动，为治疗疾病提供可能。根据与脑组织的接触程度，现有技术路径主要分为侵入式、半侵入式和非侵入式3类，分别面临生物相容性、信号精度与安全性的挑战。

当前，全球脑机接口技术发展正呈现出从重建基础运动功能向修复高阶感觉乃至认知能力拓展的趋势，且过程日趋高效与微创。在这场全球竞赛中，我国发展迅猛，不仅在国家层面出台了推动产业发展的实施意见，也不断取得关键技术突破。2025年，由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心等单位成功开展的侵入式脑机接口前瞻性临床试验，采用了体积小、柔性强的超柔性神经电极，极大降低了对脑组织的潜在损伤。此外，我国非侵入式脑机接口技术已广泛应用于运动康复、航天员训练等场景；半侵入式“北脑一号”等系统也成功完成人体植入……我国脑机接口产业已初具规模，展现广阔的应用前景。

脑机接口技术尤其是肩负重任的医疗应用，迈向大规模产业化仍需“爬坡过坎”。对于侵入式技术而言，生物相容性、信号稳定性和系统可靠性是主要挑战；对于非侵入式设备，如何克服头皮和颅骨对信号的衰减，在复杂的噪声环境中实现稳定、高精度的解码，仍是难题。此外，伦理与数据隐私问题也不容忽视，亟须建立完善的监管框架与行业标准。

展望未来，脑机接口技术的潜力远不止“修复”缺陷，它正朝着“增强”人类能力与“融合”人机智能的深水区进发。我们或许能借助脑机接口技术提升记忆效率，或是实现无需语言中介的“脑际通信”，甚至将数字世界的海量信息流直接转化为感知体验。

然而，其终极愿景还在于“人机共生”。当人的大脑以低功耗、强自适应与创造力直觉，与计算机的海量存储、精确计算和高速互联能力相结合，未来，脑机接口技术将带我们从主要处理虚拟信息的数据智能时代，迈向能够直接精准操控物理实体的物理智能时代，并终将通向我们与机器及环境深度互嵌共生的生物智能时代，重新定义生命的边界。

（作者为中国科学院院士、南京大学副校长，本报记者姚雪青整理）