開欄的話

得益于《流浪地球》《水星播種》等科幻作品，壯觀的大科學裝置、宏大的宇宙場面得到生動描繪，奇妙的想象、抽象的科學概念也得以具象呈現。

科幻作品是科學理性與人文溫度的交匯，往往通過未來故事的講述，思考并回答科技帶來的現實影響。隨著現代科技發(fā)展日新月異，前沿技術持續(xù)涌現，充滿未來感的發(fā)展實踐也為科幻創(chuàng)作插上想象的翅膀。

本版今起開設“嘮‘科’·科幻里的科學”欄目，結合科幻作品中的情景描述，介紹現實土壤中的科學理念、前沿知識和科技成果。

從《黑客帝國》中意識沉浸的虛擬世界，到《阿凡達》里跨越物種的意念連接，科幻作品中對腦機接口技術的瑰麗想象，始終映射著人類突破自身局限的渴望。如今，這項技術正快步走出銀幕，改變患者的生活。腦機接口技術如何幫助因神經損傷而陷入困境的患者重建與世界的連接？其本質在于對大腦信號進行精準成像、智能解碼與主動調控，在“腦”與“機”之間建起一條雙向的高速信息通路。

實現“腦”與“機”的互聯，關鍵在于高精度的腦信號采集與解碼。通過電、磁、光、超聲等手段，大腦活動被轉化為可分析的數據。隨后，強大的人工智能算法扮演“實時翻譯官”的角色，在紛雜的神經信號中精準識別“移動手臂”等具體意圖，并將其轉化為外部設備（如機械臂）的執(zhí)行指令。同時，解碼結果也可反向編碼寫入大腦，用于干預神經活動，為治療疾病提供可能。根據與腦組織的接觸程度，現有技術路徑主要分為侵入式、半侵入式和非侵入式3類，分別面臨生物相容性、信號精度與安全性的挑戰(zhàn)。

當前，全球腦機接口技術發(fā)展正呈現出從重建基礎運動功能向修復高階感覺乃至認知能力拓展的趨勢，且過程日趨高效與微創(chuàng)。在這場全球競賽中，我國發(fā)展迅猛，不僅在國家層面出臺了推動產業(yè)發(fā)展的實施意見，也不斷取得關鍵技術突破。2025年，由中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心等單位成功開展的侵入式腦機接口前瞻性臨床試驗，采用了體積小、柔性強的超柔性神經電極，極大降低了對腦組織的潛在損傷。此外，我國非侵入式腦機接口技術已廣泛應用于運動康復、航天員訓練等場景；半侵入式“北腦一號”等系統(tǒng)也成功完成人體植入……我國腦機接口產業(yè)已初具規(guī)模，展現廣闊的應用前景。

腦機接口技術尤其是肩負重任的醫(yī)療應用，邁向大規(guī)模產業(yè)化仍需“爬坡過坎”。對于侵入式技術而言，生物相容性、信號穩(wěn)定性和系統(tǒng)可靠性是主要挑戰(zhàn)；對于非侵入式設備，如何克服頭皮和顱骨對信號的衰減，在復雜的噪聲環(huán)境中實現穩(wěn)定、高精度的解碼，仍是難題。此外，倫理與數據隱私問題也不容忽視，亟須建立完善的監(jiān)管框架與行業(yè)標準。

展望未來，腦機接口技術的潛力遠不止“修復”缺陷，它正朝著“增強”人類能力與“融合”人機智能的深水區(qū)進發(fā)。我們或許能借助腦機接口技術提升記憶效率，或是實現無需語言中介的“腦際通信”，甚至將數字世界的海量信息流直接轉化為感知體驗。

然而，其終極愿景還在于“人機共生”。當人的大腦以低功耗、強自適應與創(chuàng)造力直覺，與計算機的海量存儲、精確計算和高速互聯能力相結合，未來，腦機接口技術將帶我們從主要處理虛擬信息的數據智能時代，邁向能夠直接精準操控物理實體的物理智能時代，并終將通向我們與機器及環(huán)境深度互嵌共生的生物智能時代，重新定義生命的邊界。

（作者為中國科學院院士、南京大學副校長，本報記者姚雪青整理）

原標題：“人機共生”，重新定義生命邊界（嘮“科”·科幻里的科學）