腦機(jī)接口大盤點(diǎn)：從科幻到現(xiàn)實(shí)，誰在引領(lǐng)這場“讀心術(shù)”革命？

撰稿 ：陳茜

1月1日，馬斯克突然在X上宣布：Neuralink的腦機(jī)接口設(shè)備將于今年大規(guī)模量產(chǎn)。截止到現(xiàn)在，Neuralink已經(jīng)為13名患者植入了腦機(jī)接口設(shè)備。他們可以用“意念”打字、瀏覽網(wǎng)頁、玩游戲。

圖片來源：X

腦機(jī)接口——這個聽起來像是《黑客帝國》里的技術(shù)，現(xiàn)在正在從實(shí)驗(yàn)室走向現(xiàn)實(shí)。盡管Neuralink是腦機(jī)接口這個領(lǐng)域最知名的公司，但是這個領(lǐng)域也正在變得熱鬧起來：一批老將和新秀奮起直追，非侵入/微創(chuàng)路線的項(xiàng)目在悄然崛起，包括OpenAI的CEO Sam Altman在內(nèi)的不少大佬也已經(jīng)入局。

可以確定的是，全球腦機(jī)接口市場正在爆發(fā)式增長。根據(jù)報(bào)告，僅僅在美國，腦機(jī)接口的市場規(guī)模就可能達(dá)到4000億美元。而這，可能只是開始。

這篇文章，我們就來聊聊，腦機(jī)接口這個可能改變?nèi)祟愇磥淼募夹g(shù)，到底走到哪了？誰在領(lǐng)先？誰可能彎道超車？這樣的技術(shù)什么時(shí)候能對普通人開發(fā)呢？

01

腦機(jī)接口的原理從“讀心術(shù)”到“控制萬物”

腦機(jī)接口，英文全稱叫Brain–Computer Interface，簡稱BCI，簡單來說，腦機(jī)接口就是在人腦和外部設(shè)備之間建立一條直接的通信通道，它繞過了我們傳統(tǒng)的神經(jīng)-肌肉-感官系統(tǒng)，讓大腦可以直接“對話”機(jī)器。

打個比方：我們平時(shí)用電腦，需要通過手指敲鍵盤、移動鼠標(biāo)來實(shí)現(xiàn)操作；但腦機(jī)接口技術(shù)能讓你跳過這個中間環(huán)節(jié)，直接用“想”的就能控制電腦。這不是讀心術(shù)，而是通過捕捉大腦發(fā)出的信號，然后用算法把這些信號“翻譯”成機(jī)器能理解的指令。

Chapter 1.1 核心原理：四個步驟連接大腦與機(jī)器

想象一下，你的大腦里有860億個神經(jīng)元，每時(shí)每刻都在“說話”，也就是通過電信號交流，你現(xiàn)在能看到這段文字、理解這些概念，本質(zhì)上就是你的神經(jīng)元在放電。腦機(jī)接口的工作原理其實(shí)很簡單：

第一步：采集信號。通過電極或超聲波記錄神經(jīng)元的活動，就像在大腦中數(shù)以億計(jì)神經(jīng)元組成的“聊天群”里，安裝了一個高精度的監(jiān)聽器。

第二步：解碼信號。用AI算法翻譯這些信號，理解大腦想干什么。比如，當(dāng)你想移動手指時(shí)，運(yùn)動皮層的特定神經(jīng)元會按特定模式放電，AI學(xué)會識別這個模式，就知道你想做什么。

第三步：輸出指令。把解碼后的指令發(fā)送給外部設(shè)備——電腦光標(biāo)、機(jī)械臂、輪椅，甚至未來的人形機(jī)器人。

第四步：反饋閉環(huán)。最先進(jìn)的腦機(jī)接口還會反向工作：設(shè)備執(zhí)行動作后，會把反饋信號傳回大腦，形成交互式的閉環(huán)系統(tǒng)。比如腦機(jī)接口操控機(jī)械手抓起一個杯子，大腦能“感覺”到觸感和重量，這就形成了一個完整的閉環(huán)。

Chapter 1.2 三大技術(shù)路線：安全性vs性能的博弈

腦機(jī)接口“能做什么”我們已經(jīng)知道了，但是“怎么做”是個大問題。因?yàn)檫@涉及到這在人類最重要且脆弱的大腦上開洞植入芯片，最不可忽視的是它的安全性。所以，腦機(jī)接口也發(fā)展出了三大技術(shù)路線，在安全性和性能之間做出了不同的權(quán)衡。

第一類就是非侵入式：好處是最安全，但壞處是信號最弱。這類設(shè)備就像一頂“讀心帽”，戴在頭上就能用，工作原理就是通過放置在頭皮上的電極，檢測大腦活動產(chǎn)生的微弱電信號。

優(yōu)點(diǎn)在于完全無創(chuàng)，不需要手術(shù)；使用方便，即戴即用；價(jià)格相對便宜，消費(fèi)級的才幾百到幾千美元。缺點(diǎn)也很明顯，信號非常微弱，就像隔著一堵厚墻聽音樂一樣；精度低，只能做一些簡單的控制，還容易受到頭發(fā)、汗水和外部電磁場干擾。

目前市場上不少腦機(jī)接口產(chǎn)品采用非侵入式方案，它的簡單易用適合消費(fèi)級場景。但是，它的效果也遭遇到了一些專業(yè)人士的質(zhì)疑。

劉嘉 哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院助理教授： 我們要尊重物理事實(shí)，大腦每個神經(jīng)元處在的頻率的帶寬是大概300到3000赫茲的范圍。而更重要是在3000赫茲這個范圍，就是它的神經(jīng)元的動作電位。 我們大腦的顱骨和大腦的表面那層膜，它是一個非常好的Low-Pass Filter（低通濾鏡），所有高于40赫茲的信號全部都被過濾掉了。如果是非侵入式的，從物理的本質(zhì)上來講，就得不到單個神經(jīng)元的信號，得到的是一個平均的結(jié)果。

葉天楊 Axoft聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO： 我們的顱骨是一個非常完美的絕緣體，所以我們大腦里面發(fā)展的電信號絕大多數(shù)都被這個顱骨給遮擋住了。我們打個比方，如果大腦里所有的思維是非常精彩的交響樂，那我們的顱骨就是音樂廳。你在顱骨的外面放上電機(jī)，用非侵入的方式來測量大腦的電信號，就相當(dāng)于在一個音樂廳的外面聽交響樂，不管這個交響樂有多么的精彩，不管你在音樂廳外面放上多高級的收音設(shè)備，因?yàn)楦糁@個音樂廳，你最終聽到的信號都是一個非常微弱的、非常混雜的信號。這就是現(xiàn)在非侵入式的腦接口所面臨一個問題，它一直沒法得到高精度的、高帶寬的信號。

第二派別的中間路線，叫“半侵入式”。半侵入式是一條“中間路線”，需要開顱，但電極只放置在大腦表面或硬膜外，不穿透腦組織，或者通過血管植入。優(yōu)點(diǎn)是信號質(zhì)量比非侵入式好，但風(fēng)險(xiǎn)比完全侵入式會略低一些；缺點(diǎn)則是通道數(shù)相對較少，性能不如全侵入式。

但這個派別有點(diǎn)尷尬，因?yàn)榧钨e告訴我們，其實(shí)最高的風(fēng)險(xiǎn)就是開顱手術(shù)，但開了之后又不深入去采集數(shù)據(jù)，就像你去買票聽音樂會，進(jìn)了音樂廳，但卻坐在了最后一排。

葉天楊 Axoft聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO： 侵入式腦機(jī)接口，市面上分兩大派，一派叫Surface Brain-machine Interface（表層式腦機(jī)接口），另外一派叫Depth Brain-machine Interface（深度式腦機(jī)接口）。當(dāng)我們把顱骨拿掉、大腦展現(xiàn)出來之后，你可以選擇把電極貼在大腦的表面進(jìn)行電信號的測量，也可以選擇把電極插到大腦的里面進(jìn)行信號的測量。貼在大腦的表面，好處是保證大腦結(jié)構(gòu)的完整，但它帶來的壞處是大腦的電信號實(shí)際上都在深度。

所以說依然會有在音樂廳里面聽音樂的問題，只不過現(xiàn)在你進(jìn)入到音樂廳里面了，但你是坐在音樂廳的最后一排。坐在最后一排，拿著最好的麥克風(fēng)和坐在第一排，拿著比較差的麥克風(fēng)，到底哪個得到效果更好？這是大家正在討論的一點(diǎn)。而深度電極相當(dāng)于把電極插入進(jìn)去，插到真正每個產(chǎn)生電信號的神經(jīng)元細(xì)胞旁邊，得到最第一手的、最精確的、最高通量的信號，通過這種方式來最完整的還原大腦的想法。這是侵入式腦機(jī)接口里面分的兩個流派。

所以開顱之后，怎么去收集數(shù)據(jù)，要進(jìn)入多深？這是行業(yè)目前在積極探討和尋找解法的關(guān)鍵點(diǎn)。

第三派：侵入式腦機(jī)接口。顧名思義，侵入式的這類設(shè)備會直接刺入大腦皮層，和神經(jīng)元“零距離接觸”。它通過微小的電極針，直接插入大腦組織，記錄單個神經(jīng)元的活動。

優(yōu)點(diǎn)是信號強(qiáng)度高，就像聽高清立體聲一樣；而且精度極高，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制；帶寬大，能傳輸更多信息。缺點(diǎn)則是需要開顱手術(shù)，風(fēng)險(xiǎn)高；電極針長期植入可能引起排異反應(yīng)、甚至造成感染，電極也可能隨時(shí)間降解。

同時(shí)還有一個問題，就是植入的材料。

劉嘉 哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院助理教授： 大腦，特別是一個活體的大腦，是個非常柔軟的組織，就像個豆腐一樣。但是所有的金屬或者是硅基的探針都非常堅(jiān)硬，它就像一把鋼刀。所以你把這個東西插進(jìn)大腦，而大腦是無時(shí)無刻不在活動的。首先這個電極就會像鋼刀一樣，在微尺度下切割大腦，不僅造成了長時(shí)間的力學(xué)的損傷，并且會使得電極在大腦內(nèi)部進(jìn)行漂移。

飄移的結(jié)果就是，即使你能測到神經(jīng)元信號，你也不能夠穩(wěn)定地測量來自同一個神經(jīng)元信號。另外一方面，會造成大量的在大腦里面的免疫排異反應(yīng)。隨著時(shí)間的推延，在植入的器件的地方就會造成神經(jīng)元的凋亡，同時(shí)會造成大量的免疫細(xì)胞的增生，最終就會使得你一開始能測到的Single Unit Action Potential（單一神經(jīng)元動作點(diǎn)位），慢慢地就測不到了。而對于病人，有這種深度腦電極叫做Deep Brain Stimulator Implanted（已植入深部腦刺激器），每過幾個月甚至一年的時(shí)間，你都需要重新改變你刺激的位置，去有效的治療這個疾病，因?yàn)樗矔斐纱罅康纳疃饶X組織的損傷。

為了避免柔軟如豆腐的人類大腦被植入的電極和芯片“反復(fù)切割”，材料一定要軟。劉嘉就帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)做出了突破，和葉天楊一起創(chuàng)立了Axoft，他們認(rèn)為，把硬材料做到極薄，它就能變軟。

就像厚厚的鐵塊打成錫紙就能隨便彎，厚塑料板變成保鮮膜就柔軟多了，這一發(fā)現(xiàn)立刻啟發(fā)了整個行業(yè)。Neuralink等公司也用上了類似思路——因?yàn)楦〉膶?dǎo)線更柔軟，不容易傷到腦組織。

不過新的問題也來了：電極太薄就容易斷，斷了還可能拔不出來；而且太薄的材料容不下太多電子元件，想增加通道數(shù)就得多插幾根電極，于是才有了Neuralink那臺復(fù)雜的“縫紉機(jī)”手術(shù)機(jī)器人。

所以，劉嘉團(tuán)隊(duì)接著往前邁了一步：與其把硬的材料變薄，不如直接造一種天生柔軟又堅(jiān)韌的新材料。他們用了一種特別的高分子材料，既像橡膠一樣有彈性，又能抗體液腐蝕，還能承載更多通道，并且可以反復(fù)插拔不易斷。

劉嘉 哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院助理教授： 其實(shí)你如果真的看過那種材料，它幾乎是肉眼都很難看到的，所以說它就算植入到大腦里面，斷里面其實(shí)也沒關(guān)系。但是在臨床上，這是完全不可接受的，這是第一。第二就是整體的器件不具有可擴(kuò)展性，可能每個器件上就只有10個傳感器，我要植入1000個電極或10000個電極，我要植入100個或者是1000個腦探針。

所以就是為什么Neuralink非常重視它的手術(shù)機(jī)器人，因?yàn)樗枰踩牒芏嗪芏嗄X探針，才能達(dá)到它想要的通道數(shù)目。原因就是還是因?yàn)椋惆延靡粋€非常硬的材料做得非常薄，然后去做腦機(jī)接口，它每一個腦探針上的通道數(shù)就是非常有限的。如果是要想擴(kuò)展它的通道數(shù)，就要集成更多的材料、更多的器件到一個腦探針里面，它就又變硬了。它變硬了之后，所有的問題就又會回來了。所以需要發(fā)展真正的柔性的電子材料才能解決這個問題。

劉嘉告訴我們，在斯坦福的時(shí)候，他就專門就花了很多時(shí)間去研究這個問題，然后真的讓他們找到了一款特別的光刻膠。

葉天楊 Axoft聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO： 而我們的材料，你可以想象它是一種橡膠，你去拉伸，它是有彈性的。我們的大腦實(shí)際上也是一個有彈性的材料，我們的大腦在呼吸的時(shí)候是不膨脹的。而我們這種材料，它因?yàn)槭侨嵝缘摹⒕哂袕椥裕瑫r(shí)它表面是非常舒滑的。所以在你的手上刮過的時(shí)候，是完全沒有任何切割的感覺。我們經(jīng)過這些對比之后，我們覺得我們的材料相比市面上經(jīng)常使用的聚氰亞胺材料，是一種更適合用來做腦機(jī)接口的材料。也正因?yàn)槿绱耍覀円赃@個材料為基礎(chǔ)，制作目前市面上最柔軟的腦機(jī)接口。

劉嘉 哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院助理教授： 它是非常柔軟的，然后它依然會像正常的電子材料一樣的運(yùn)作。傳統(tǒng)的很柔軟的材料為什么不能拿來做光刻，不能拿來做這種腦機(jī)接口呢？因?yàn)楫?dāng)一個材料非常柔軟的時(shí)候，你可以想象它為什么柔軟，它其實(shí)叫做玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是小于室溫的，你可以想象它在室溫下其實(shí)是一個交聯(lián)的液體，或者是一種大孔的交聯(lián)的材料，它就很容易被多層光刻的時(shí)候使用的有機(jī)或水溶劑把它給溶脹，它就不能達(dá)到非常精準(zhǔn)的光刻的目的。

另外一方面呢，我們體液里面的鹽溶這些離子，都很容易侵蝕它，慢慢地這個電子器件就全部都失效了。從化學(xué)角度來講，怎么解決這個問題？如果要一個彈性體或者是一個柔軟的材料，它既能夠拿來做光刻，能夠克服所有的水溶劑或者是油性的溶劑， 同時(shí)它能夠不讓離子對它進(jìn)行侵蝕。從化學(xué)角度來講，就只有全氟彈性體能做到這一點(diǎn)，所以我們就發(fā)展了一系列全氟彈性體的光刻膠，然后就把這個問題解決了。

當(dāng)材料問題解決后，新的挑戰(zhàn)又冒出來——信號量爆炸了！從過去幾百個通道，變成上百萬個。數(shù)據(jù)量大得可怕，算法和芯片都得重新設(shè)計(jì)。而這，就得靠AI了。

02

AI革命

腦機(jī)接口的“最強(qiáng)外掛”

AI正在徹底改變腦機(jī)接口領(lǐng)域的游戲規(guī)則。如果說電極和芯片是腦機(jī)接口的“身體”，那AI就是它的“靈魂”。沒有AI，就沒有今天你看到的那些“用意念打字”“靠腦波說話”的奇跡。

想象一下十年前的科學(xué)實(shí)驗(yàn)——研究人員最多能同時(shí)監(jiān)聽二十個神經(jīng)元，大腦信號少得可憐，還能慢慢分析、手動標(biāo)注，就像工匠打磨一件首飾。可現(xiàn)在，動輒上萬個神經(jīng)元同時(shí)發(fā)信號。Neuralink能監(jiān)測幾千個通道，已經(jīng)是學(xué)術(shù)界最多。每個通道每秒都在吐出成千上萬條數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)每秒就是一個GB級的“數(shù)據(jù)海嘯”。

這種規(guī)模下，靠人去看信號？根本不可能，就像讓你一秒鐘數(shù)完一萬粒沙子。這個時(shí)候，AI不再是“幫個忙”的角色，而是腦機(jī)接口能不能跑起來的關(guān)鍵。但AI的作用遠(yuǎn)不止幫忙處理數(shù)據(jù)，腦機(jī)接口的終極任務(wù)，其實(shí)是一個超級難的“翻譯”問題——把大腦的電信號，翻譯成人類能理解的動作或語言。

機(jī)器翻譯中文成英文，還能查字典、看語法；而腦機(jī)接口的輸入，是幾千個神經(jīng)元亂成一團(tuán)的放電信號，輸出卻可能是一只機(jī)械手抬起杯子，或者一句完整的話。這就像在翻譯一種沒人聽得懂的“外星語”，但AI，尤其是深度學(xué)習(xí)，恰恰最擅長干這種事。

2025年，加州大學(xué)伯克利分校和舊金山分校的團(tuán)隊(duì)就創(chuàng)造了一個突破：一位因中風(fēng)失語18年的女士，靠腦機(jī)接口重新“開口說話”。

科學(xué)家在她的大腦語言區(qū)域植入了256個電極，AI實(shí)時(shí)把她腦中的電信號翻譯成語音的最小單位——音素，準(zhǔn)確率超過90%。再結(jié)合大語言模型和N-gram模型，讓系統(tǒng)理解上下文、自動修正錯誤。最后一步，用她過去的錄音訓(xùn)練出一個語音克隆版本——用她自己的聲音，把想說的話讀出來。

結(jié)果如何？整體準(zhǔn)確率高達(dá)97%，延遲不到一秒，她在家里就能和家人聊天，不需要工程師在旁邊調(diào)試，這聽起來像是科幻片情節(jié)，但現(xiàn)在AI真的讓它變成了現(xiàn)實(shí)。

劉嘉 哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院助理教授： 這更多的是我覺得現(xiàn)在大家越來越發(fā)現(xiàn)，特別是AI時(shí)代往前走，腦機(jī)接口跟AI是密不可分的。因?yàn)樗袃煞N情況，第一種情況，現(xiàn)在新的腦機(jī)接口的技術(shù)，使得神經(jīng)帶寬，就是對神經(jīng)元的測量一下子爆炸，它就需要大量的AI算法對它進(jìn)行解碼，現(xiàn)在AI算法已經(jīng)準(zhǔn)備好了。另外一方面，本身對大腦的理解就是未來進(jìn)一步提升AI的一個重要的方面。所以說，你可以看到所有的，凡是做AI相關(guān)的人，他一定會想到要往腦機(jī)接口這個領(lǐng)域去走。所以說它更多的是一個未來技術(shù)布局的爭奪。

如果說“讀取”大腦信號離不開AI，那“寫入”大腦信號，也就是神經(jīng)調(diào)控，就更需要AI來出手相助了。

所謂神經(jīng)調(diào)控，就是用電刺激影響大腦的活動，大腦更像一支龐大的交響樂團(tuán)，上千種神經(jīng)元各司其職，演奏著節(jié)奏極其復(fù)雜的樂章，你能想象用大錘去“指揮”交響樂嗎？這就是傳統(tǒng)技術(shù)的問題——太粗、太笨。

現(xiàn)在，隨著電極數(shù)量暴漲到上千個通道，精準(zhǔn)的神經(jīng)調(diào)控終于有了可能。但要想讓上千個電極像樂手一樣協(xié)調(diào)配合，就得有一個足夠聰明的“指揮家”——也就是AI Agent。

AI不需要完全理解大腦為什么這樣工作，它靠的是強(qiáng)化學(xué)習(xí)——不斷嘗試不同的刺激方式，看大腦怎么回應(yīng)，再根據(jù)結(jié)果調(diào)整策略。它能在毫秒級的時(shí)間內(nèi)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)刺激的頻率、強(qiáng)度、時(shí)長，甚至是哪些電極該同時(shí)工作，從而為每個人定制最合適的刺激方案。

這有點(diǎn)像AlphaGo下圍棋：大腦是個黑盒子，AI也是個黑盒子，但兩個黑盒子不停對弈，最后居然能摸索出最優(yōu)解。

為什么AI對腦機(jī)接口這么關(guān)鍵？總結(jié)一下有四點(diǎn)：

第一，數(shù)據(jù)量爆炸：過去只看幾十個神經(jīng)元，現(xiàn)在要同時(shí)處理上萬個，人工根本做不來。

第二，實(shí)時(shí)性要求高：從“想到”到“做到”的延遲必須小于100毫秒，否則體驗(yàn)就不自然。

第三，個體差異大：每個人的大腦信號都不一樣，AI能自動學(xué)習(xí)并適應(yīng)。

第四，大腦是動態(tài)系統(tǒng)：信號會隨著時(shí)間變化，AI能持續(xù)學(xué)習(xí)、不斷校正，讓性能一直在線。

AI不是腦機(jī)接口的“助手”，而是它能不能真正落地的“核心大腦”。沒有AI，這場“人機(jī)共生”的夢想，就只能停留在實(shí)驗(yàn)室里。

03

腦機(jī)接口五大勢力詳解

Chapter 3.1 Neuralink：馬斯克的“人機(jī)共生”夢

這家由馬斯克在2016年就創(chuàng)立的公司，可以說是把腦機(jī)接口真正帶入大眾視野的“網(wǎng)紅”。Neuralink的系統(tǒng)由三部分組成：N1植入芯片、Thread柔性電極與R1手術(shù)機(jī)器人。

首先，N1植入芯片，這是整個系統(tǒng)的大腦，大小和一枚硬幣差不多，被植入顱骨下方。芯片集成了1024個信號采集通道，能同時(shí)記錄成百上千個神經(jīng)元的活動，是目前通道數(shù)最多的植入式設(shè)備之一，可無線傳輸和感應(yīng)充電，是系統(tǒng)的信息中樞。

彭雷 格式塔Gestala創(chuàng)始人兼CEO： Neuralink能記錄到1000-2000個神經(jīng)元的信號，我覺得是可以的，這是它從數(shù)量上來講。那2000個神經(jīng)元對于860億來講其實(shí)是忽略不計(jì)的，所以說它是一個局部的信號解碼，這是從空間的角度來講。空間的角度也可以給一個數(shù)據(jù)，馬斯克的Neuralink把電極插在腦區(qū)表面的面積占整個大腦表面的面積是1.3/1000，而整個大腦的表面面積的999/1000都還沒有被記錄下來。

但時(shí)間上的話，電學(xué)的信號是做得比較好的。因?yàn)楝F(xiàn)在直接電極跟神經(jīng)元是接觸在的，神經(jīng)元的放電，電極就能記錄的下來，這個時(shí)間已經(jīng)可以做到10微秒以內(nèi)。一秒鐘采集多少個spike（神經(jīng)元放電的信號）都能記得下來。你可以理解電學(xué)腦機(jī)接口的特征就是，電信號的時(shí)間做的已經(jīng)非常接近實(shí)時(shí)了，但是它的空間覆蓋只有1.3/1000，這只是表面還不包括大腦內(nèi)部，大腦內(nèi)部還有大量的功能區(qū)腦區(qū)，它是永遠(yuǎn)滲透不進(jìn)去的，它只能插到表面3毫米，如果你要插到深腦，那要8厘米。

其次，Thread柔性電極，這是Neuralink最核心的創(chuàng)新之一。

傳統(tǒng)的電極是剛性的，用傳統(tǒng)電極，就像在豆腐里插鋼針，時(shí)間長了會造成損傷。Neuralink的Thread電極卻是柔軟可彎曲，隨大腦一起“呼吸”，導(dǎo)線僅5微米寬，可貼合腦組織的微小運(yùn)動，每根擁有32個記錄點(diǎn)，R1機(jī)器人會將64根Thread精確植入皮層數(shù)毫米深處，使其在腦組織微動中保持穩(wěn)定。

最后是R1手術(shù)機(jī)器人，這可能是整個系統(tǒng)中最酷的部分，馬斯克把它稱為“縫紉機(jī)”。Thread由于導(dǎo)線極細(xì)且腦血管密集，Neuralink開發(fā)了R1機(jī)器人來執(zhí)行植入：這臺“縫紉機(jī)式”設(shè)備每分鐘可植入約6根導(dǎo)線，自動識別并避開血管，完成手術(shù)僅需數(shù)小時(shí)。

三者結(jié)合，使Neuralink成為目前通道密度最高、無線化程度最完整的侵入式腦機(jī)接口之一。2024年，Neuralink完成了首例人體植入，患者叫做Noland Arbaugh。手術(shù)很成功，幾周后Noland就能用意念控制電腦光標(biāo)，甚至創(chuàng)造了一個世界紀(jì)錄：每秒8比特的信息傳輸速率——這是當(dāng)時(shí)所有腦機(jī)接口中最快的。

到2025年，Neuralink已經(jīng)完成了13例人體植入。而Neuralink最近公布了一個20分鐘的完整手術(shù)視頻，展示了他們?nèi)绾伟研酒踩肴四X。這次公開的信息量很大，我們來看看這到底是怎么做到的：

整個手術(shù)的核心是一臺精密的手術(shù)機(jī)器人，醫(yī)生首先在患者頭骨上開一個硬幣大小的洞，然后這臺機(jī)器人有一根比紅細(xì)胞還細(xì)的針，它要抓起100多根比頭發(fā)絲還細(xì)的柔性電極線，一根一根地“縫”進(jìn)大腦皮層。

聽起來很簡單？其實(shí)難度極高，因?yàn)槿说拇竽X像豆腐一樣柔軟，而且里面密布著血管，這128針必須一針都不能扎到血管。

最讓人震撼的是速度的提升：舊版機(jī)器人扎一針需要17秒；新版機(jī)器人只需要1.5秒，這意味著整個手術(shù)時(shí)間大幅縮短，患者的風(fēng)險(xiǎn)也隨之降低。

為了做到這一點(diǎn)，Neuralink用了6套顯微鏡加上OCT掃描技術(shù)，組成了一個超級精密的“眼睛”。這套系統(tǒng)可以在毫秒級別追蹤大腦組織的運(yùn)動，提前預(yù)判路徑，精準(zhǔn)避開所有血管。

目前已經(jīng)有13個人植入了這個設(shè)備，使用時(shí)間超過1.5萬時(shí)。除了意念控制電子信號，在最新的演示中，還可以通過意念控制機(jī)械臂。現(xiàn)在的芯片只植入了4毫米深，就已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)這些功能。Neuralink的下一個目標(biāo)是植入50毫米以上，這樣就能接觸到大腦更深層的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能。

現(xiàn)在有超過1萬人在排隊(duì)等著做這個手術(shù)，針頭夾具的制造成本已經(jīng)降低了95%，原本昂貴的實(shí)驗(yàn)級部件現(xiàn)在可以量產(chǎn)了，機(jī)器人也能適配全球99%的人群，這些都在為大規(guī)模應(yīng)用做準(zhǔn)備。

Neuralink不只是在做一個實(shí)驗(yàn)性的醫(yī)療設(shè)備，他們在建立一整套可以規(guī)模化復(fù)制的系統(tǒng)：從手術(shù)機(jī)器人，到植入芯片，再到神經(jīng)信號的解碼算法。

馬斯克的夢想依然非常宏大，他說：“任何可以用電腦或手機(jī)控制的設(shè)備，將來都可以用Neuralink來控制。這是一個極其深遠(yuǎn)的突破。這將從根本上改變‘成為人類’這一概念的含義。”

當(dāng)然，這項(xiàng)技術(shù)還面臨很多挑戰(zhàn)：倫理問題、數(shù)據(jù)隱私、長期安全性等等，但從技術(shù)角度來看，腦機(jī)接口正在從科幻走向現(xiàn)實(shí)，而Neuralink的這些進(jìn)展，可能是這個領(lǐng)域商業(yè)化的關(guān)鍵一步。

在未來規(guī)劃中，Neuralink希望從“恢復(fù)功能”邁向“增強(qiáng)功能”。公司正研發(fā)“言語解碼”項(xiàng)目，嘗試在言語皮層植入電極，將“心里想說的話”直接轉(zhuǎn)換為文字或語音。另一項(xiàng)名為Blindsight的研究則獲得FDA突破性醫(yī)療器械認(rèn)證，目標(biāo)是通過刺激視覺皮層讓盲人恢復(fù)部分視覺感知。

馬斯克甚至設(shè)想，這種視覺未來可能感知紅外或紫外波段。更瘋狂的是馬斯克描繪的未來：到2028年，植入裝置中的電極數(shù)量預(yù)計(jì)將超過2.5萬個，能夠與更深層的大腦區(qū)域交互，并進(jìn)一步探索與AI系統(tǒng)的融合。

而更長遠(yuǎn)的目標(biāo)，是讓癱瘓患者通過腦機(jī)接口控制Tesla的人形機(jī)器人Optimus，從而在物理世界中重新獲得行動能力。這個情節(jié)聽上去好耳熟，《阿凡達(dá)》不就是這樣嗎？

彭雷 格式塔Gestala創(chuàng)始人兼CEO： 因?yàn)橐运麄兊募夹g(shù)來講，每兩年把通道翻一番，這也是我覺得之前做電學(xué)腦機(jī)接口的時(shí)候，我們行業(yè)里面講過了一個概念叫摩爾定律，就是基本上每18個月我們能夠插在腦子的電極數(shù)翻一倍，這個是可以做到的。但它是一個設(shè)備還是幾個設(shè)備植進(jìn)去，這個不一定，它可能是個組合。

但是現(xiàn)在的電極只能插在腦子3-5毫米，他們確實(shí)計(jì)劃在做下一代的電極，可以通過大腦插到深腦核團(tuán)，大概能夠插6-7厘米的這種電極。我覺得一年半翻一番吧，因?yàn)樗环枰囊筮€是很高的，芯片得擴(kuò)張、通訊能力、計(jì)算能力、體積大小、發(fā)熱控制等等，所有它像一個水桶一樣，每一塊短板都得翻一番，整體才能翻一番，所以我覺得一年半翻一番已經(jīng)是非常不錯了。

雖然這些設(shè)想仍停留在研發(fā)階段，但Neuralink已獲得資本市場的強(qiáng)力背書——2025年6月，公司完成6.5億美元E輪融資，估值約90億美元.

但Neuralink也面臨挑戰(zhàn)：包括首例患者出現(xiàn)了85%的電極信號回撤，雖然官方說是手術(shù)問題，但也暴露了技術(shù)穩(wěn)定性的隱患；其次，F(xiàn)DA的審批之路艱辛，它被拒絕過至少6次，還曾因動物實(shí)驗(yàn)倫理問題被調(diào)查；還有技術(shù)路線爭議，它使用的是把硬質(zhì)材料做薄的“柔性”方案，而不是真正的柔軟材料，存在材料易碎、難以取出等問題。

但不論如何，Neuralink作為這個賽道中最值得關(guān)注的公司，最近有非常快速的進(jìn)展。

Chapter 3.2 Synchron：血管里的“特洛伊木馬”

如果說馬斯克的Neuralink是“開顱插電極”的硬核玩家，那Synchron走的就是完全不同的一條路——它從血管里進(jìn)入大腦，不用開顱、不用機(jī)器人，也不需要漫長的恢復(fù)期。

這家公司成立于2012年，創(chuàng)始人Tom Oxley是一位做腦血管手術(shù)出身的醫(yī)生，公司的核心理念是：“解鎖大腦的自然高速公路”，也就是血管系統(tǒng)。

Synchron的設(shè)備叫Stentrode，外形有點(diǎn)像心臟支架，醫(yī)生只需在頸部靜脈開個小口，把它沿著血管“送”到大腦，最終停留在運(yùn)動皮層附近的血管壁上，設(shè)備會像支架一樣展開并固定。整個過程只要兩個小時(shí)左右，第二天病人就能出院。

Stentrode上有16個電極，貼在血管壁上，而血管壁幾乎緊貼著大腦表面，所以電極能記錄到附近神經(jīng)元的電信號。信號再通過胸部的一個小裝置無線傳到電腦上。

2020年，Synchron就完成了全球第一例人體植入手術(shù)，比Neuralink早了整整四年，幾位漸凍癥患者借助它實(shí)現(xiàn)了用意念發(fā)郵件、瀏覽網(wǎng)頁，甚至打出了人類歷史上第一條用腦發(fā)出的推特：“Hello World”。Synchron也拿到了美國FDA的“突破性醫(yī)療設(shè)備”認(rèn)證，是首個獲準(zhǔn)在美國做長期植入試驗(yàn)的腦機(jī)接口公司。

截至2025年，Synchron已完成了多位患者的植入測試，累計(jì)融資約3.45億美元，投資人陣容包括多名首富大佬，比如貝佐斯家族基金、蓋茨基金會等。

更有趣的是，他們已經(jīng)開始和蘋果設(shè)備做適配測試——讓患者能用意念操作iPad或Vision Pro。

雖然Synchron的通道數(shù)量才16個，比不上Neuralink的上千通道，但它的路線更“現(xiàn)實(shí)”也更垂直：想先讓癱瘓者能真正地溝通、表達(dá)和生活。很有可能，這家公司很可能成為第一個把腦機(jī)接口帶進(jìn)醫(yī)院、帶入普通人生活的玩家。

Chapter 3.3 Paradromics：數(shù)據(jù)高速路的極限玩家

如果說Synchron追求的是“安全、實(shí)用”，那Paradromics追求的就是“性能極限”。這家公司2015年成立在美國德州奧斯汀，創(chuàng)始人Matt Angle是個從斯坦福出來的神經(jīng)科學(xué)極客。

他的想法很簡單——要讓大腦和電腦真正無縫交流，就得讓數(shù)據(jù)通道更寬、更快，所以他們把大腦無法治愈的問題變成可解決的技術(shù)問題，要在性能上超越所有競爭對手，打造“大腦的超級高速公路”。

Paradromics的研究設(shè)備叫Argo，最引人注目的數(shù)字是它能同時(shí)記錄65536個通道的神經(jīng)信號，是Neuralink的64倍。Argo使用微絲電極陣列，可以說是全球密度最高的侵入式BCI設(shè)備，能同時(shí)記錄數(shù)萬個神經(jīng)元的活動，相當(dāng)于在大腦里裝上幾萬個“監(jiān)聽器”。

為什么需要這么多通道？因?yàn)榇竽X的某些功能，特別是語言功能，會涉及多個腦區(qū)的協(xié)同工作，要實(shí)現(xiàn)流暢的語音解碼，需要記錄大量神經(jīng)元的活動。注意一下，這并不是他們現(xiàn)在植入人體的芯片，而是一個實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用來展示他們能采集到多得驚人的腦電信號。

他們真正面向臨床的產(chǎn)品叫Connexus，目標(biāo)是做到“高速、高密度”的數(shù)據(jù)傳輸，讓機(jī)器能更準(zhǔn)確地理解我們想說什么或想做什么。

他們的理念很形象：過去的腦機(jī)接口就像“撥號上網(wǎng)”，能用但很慢；Paradromics想做的是“光纖入腦”，讓信號像寬帶一樣暢通。尤其在像語言、思維這樣的復(fù)雜腦區(qū)活動中，通道越多、信號越快，AI解碼就越準(zhǔn)確。

2025年6月，Paradromics在密歇根大學(xué)完成了第一次人體測試——在一位癲癇手術(shù)患者的大腦中臨時(shí)放入Connexus設(shè)備，成功記錄到了神經(jīng)信號，手術(shù)全程只用了二十分鐘。這次只是短暫試驗(yàn)，設(shè)備隨后被取出，但標(biāo)志著他們真正踏入臨床階段。

Paradromics已獲得美國FDA的“突破性醫(yī)療器械”資格，并被納入TAP加速計(jì)劃，這個計(jì)劃是為創(chuàng)新醫(yī)療設(shè)備開辟的“快車道”。資金方面，公司在2023年完成了3300萬美元A輪融資，總?cè)谫Y規(guī)模接近1億美元。

這家公司的核心優(yōu)勢在于能記錄更多神經(jīng)元，更適合復(fù)雜任務(wù)，如自然語言處理，為未來的認(rèn)知增強(qiáng)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

Chapter 3.4 Blackrock Neurotech：“隱形冠軍”

如果說Neuralink是腦機(jī)接口界的“網(wǎng)紅”，那Blackrock Neurotech就是行業(yè)的“老前輩”（順便說一句，這個跟金融公司Blackrock沒關(guān)系）。Blackrock Neurotech成立于2008年(前身是Blackrock Microsystems)，總部在猶他州鹽湖城，地位相當(dāng)于腦機(jī)接口領(lǐng)域的英特爾。

為什么這么說？因?yàn)锽lackrock的Utah Array電極陣列，幾乎是侵入式腦機(jī)接口研究的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”。全球大部分腦機(jī)接口研究，都在使用Blackrock的設(shè)備和平臺。

Utah Array是由猶他大學(xué)的Richard Normann教授在1990年代發(fā)明的，2005年獲FDA批準(zhǔn)，成為首個獲批的高通道數(shù)植入電極。從2004年至今，幾乎所有的侵入式BCI人體研究都用它，你在新聞里看到的那些“癱瘓者用意念控制機(jī)械臂”“失語者重新說話”的案例，背后很可能都有Utah Array的身影。

它有96個硅針狀電極，每個系統(tǒng)最多1024通道，能記錄單個神經(jīng)元的尖峰放電，信噪比極高。

長期安全性是Blackrock最大的優(yōu)勢，最長植入時(shí)間達(dá)8年以上，并且仍在正常使用，累計(jì)植入時(shí)間超過30000天，還有零FDA報(bào)告嚴(yán)重不良事件。相比之下，Neuralink的最長植入時(shí)間才2年不到。

而在臨床應(yīng)用上，目前也發(fā)展得比較廣泛。Blackrock的Utah Array已經(jīng)在多個領(lǐng)域取得突破，包括運(yùn)動功能恢復(fù)，比如控制機(jī)械臂抓取物品，操作輪椅，恢復(fù)握手等基礎(chǔ)動作，還能讓癱瘓者“感覺”到機(jī)械手的觸覺。

2017年，斯坦福大學(xué)的研究中，患者用Utah Array實(shí)現(xiàn)了每分鐘打40個字符的速度，創(chuàng)下了當(dāng)時(shí)的腦機(jī)接口世界紀(jì)錄。

2021年11月，Blackrock的MoveAgain系統(tǒng)獲得了FDA的突破性設(shè)備認(rèn)證，系統(tǒng)由三部分組成：植入大腦的電極陣列、解碼運(yùn)動意圖的AI算法和無線傳輸模塊，設(shè)計(jì)目標(biāo)是讓癱瘓患者用意念控制鼠標(biāo)鍵盤、輪椅、假肢等。

2022年，Blackrock發(fā)布了下一代技術(shù)概念Neuralace。這是一種超高通道數(shù)的柔性電極，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“全腦數(shù)據(jù)捕獲”。

作為行業(yè)老大哥，Blackrock有2000+篇研究論文使用Blackrock設(shè)備、1000+家研究機(jī)構(gòu)是客戶，還發(fā)表了116篇同行評審期刊文章。這種生態(tài)優(yōu)勢，是Neuralink和Paradromics短期內(nèi)難以復(fù)制的。

如果說上面幾家都是行業(yè)老兵蓄勢已久，那還有一些聲名鵲起的初創(chuàng)公司，都選擇了非侵入路線。

Chapter 3.5 后起之秀另辟蹊徑

就在2025年，OpenAI CEO Sam Altman創(chuàng)立了一家名為Merge Labs的腦機(jī)接口公司，目標(biāo)融資約2.5億美元、估值約8.5億美元，探索一種結(jié)合基因療法與超聲技術(shù)的方案：即通過改造神經(jīng)元使其響應(yīng)超聲信號，從而實(shí)現(xiàn)更少侵入或不同于傳統(tǒng)電極植入的接口方式。

同期，Coinbase聯(lián)合創(chuàng)始人Fred Ehrsam的非侵入式腦接口公司Nudge宣布完成1億美元A輪；另一個采用超聲BCI的項(xiàng)目Forest Neurotech獲得前Google CEO Eric Schmidt的1400萬美元資助，目標(biāo)是用超聲在不開顱、無需腦內(nèi)植入電極的前提下感知與調(diào)控大腦活動。

此外，還有一家走“無手術(shù)”路線的腦科技公司SPIRE Therapeutics。它們開發(fā)了一種叫Diadem的設(shè)備：眼下看上去有點(diǎn)像用“聚焦超聲”往大腦深處打聲音波，而不用做開顱、也不用植入電極，它的目標(biāo)人群是慢性疼痛或抑郁癥患者，也就是那些“藥物+治療都管不了”的難題。

在這里總結(jié)一下：Neuralink用馬斯克的野心和資源押注人機(jī)共生；Synchron用血管植入的巧思押注安全實(shí)用；Paradromics用極致性能押注技術(shù)高地；Blackrock用20年積累押注穩(wěn)扎穩(wěn)打；硅谷新秀們用非侵入式押注另辟蹊徑。這里面，你最看好誰呢？

04

人與機(jī)器的邊界模糊

腦機(jī)接口將把我們帶向何方？

2025年的腦機(jī)接口競賽全景我們已經(jīng)梳理完畢，一場關(guān)于人類未來的豪賭，正在硅谷和全球范圍內(nèi)展開。但技術(shù)進(jìn)步總是伴隨著倫理挑戰(zhàn)，腦機(jī)接口更是如此——因?yàn)樗苯佑|及人類最核心的部分：大腦。

腦機(jī)接口的進(jìn)步，正迫使我們重新思考作為人的意義，它讓思維可以被讀取、情緒可以被感知、行動可以被外部系統(tǒng)控制，而這也讓隱私、意志和身份的界限變得前所未有地模糊。我們的腦電數(shù)據(jù)歸誰所有？當(dāng)機(jī)器能影響情緒或決策時(shí)，自主意志是否仍然完整？那些能負(fù)擔(dān)得起“增強(qiáng)大腦”的人，是否會在未來獲得不對稱的優(yōu)勢？

誰會贏或許不重要，因?yàn)槟X機(jī)接口的意義不僅在于“用意念控制機(jī)器”，更在于重新連接被切斷的通路，讓癱瘓者重新行動，讓失語者重新表達(dá)，也可能幫助盲人重獲視覺。

對普通人而言，腦機(jī)接口還代表著一個新的方向：“思維”也許終有一天能像“觸摸”一樣被數(shù)字化感知與傳遞，而人與機(jī)器的界限，正變得比以往更模糊。腦機(jī)接口，會把我們帶向何方？或許不久，我們就會看到答案。

注：部分圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

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監(jiān)制｜泓君 陳茜

撰稿 ｜Vicky Xiao

編輯｜陳茜

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