脑机接口技术测评：科创青年探索“三磅宇宙”的十大前沿突破
大脑：三磅重的精密宇宙
仅重约三磅的人脑，却由近860亿个神经元构成。这个精密复杂的器官如同一个微缩宇宙，不仅掌管着我们的思维、记忆与情感，也潜藏着众多神经系统疾病的深层奥秘。
在微观而广阔的科研前沿，天津大学脑机交互与人机共融海河实验室（以下简称“脑机海河实验室”）内，一群青年科研人员正致力于一项核心使命：推动脑部疾病的临床诊疗突破，并释放人体内在的健康潜能。
科幻场景步入现实
初次走进脑机海河实验室，仿佛置身科幻片场——研究人员头戴布满电极的脑电帽，身背集成主控设备。“现在，请想象你的右手腕长出了一根‘第六指’，尝试用它抓取物体。”实验室成员王壮正在指导同事进行一项特殊测试。
4月6日，在天津大学脑机交互与人机共融海河实验室，科研人员进行“神工-灵犀指”的测试工作。新华社记者 李然 摄
测试者佩戴着机械“第六指”的右手缓缓靠近桌面，那根额外的仿生手指同步展开，稳稳握住了桌上的小球。王壮介绍，这套穿戴设备名为“神工-灵犀指”。“‘灵犀’二字，意在诠释脑机接口技术的核心：即使肢体因伤病暂时‘失联’，大脑仍能与之重建精准的神经控制通路。”
另一侧，学生王君策头戴高密度传感器脑电帽，随着不同频率的声音刺激，屏幕上实时解析并跳动着对应的脑电信号。他正在操作的是“神工-神耳”系统。该系统的价值在于，它能直接解码大脑对声音的真实皮层反应，从而为评估人工耳蜗等听觉辅助设备的植入效果，提供客观的神经生理学依据。
这些充满未来感的场景，其根本目标始终聚焦于人类健康。“神工-灵犀指”旨在激活脑卒中后偏瘫或肌张力异常患者受损的中枢与外周神经通路，促进手部运动功能康复；而“神工-神耳”则致力于帮助临床医生精准判断听障儿童在辅助设备干预下，是否真正重建了有效的听觉感知。
天津大学副校长、脑机海河实验室主任明东指出，无论是侵入式还是非侵入式，脑机接口技术在运动功能康复、神经精神疾病诊疗、感知功能增强等医疗领域，均已展现出明确且深远的临床应用前景。
将论文书写在临床一线
基于前期扎实的产学研合作，天津市环湖医院与脑机海河实验室联合建立的脑机接口综合临床试验病区已正式启用。一系列前沿科研成果正在此加速转化，形成切实的临床诊疗能力。
一个典型病例是，一名仅5个月大的婴儿因脑积水导致头颅异常膨大，皮下静脉清晰可见。医疗团队通过为患儿实施脑脊液循环动力学检测，快速精准地判明了脑积水的具体分型，使医生得以在黄金窗口期内制定最优治疗方案，最终成功挽救了患儿生命。
这套发挥关键作用的系统名为“神工-神篙”。脑机海河实验室副主任刘秀云将其比喻为“为脑脊液循环通路绘制动态心电图。通过监测压力曲线的实时变化，我们能迅速鉴别脑积水的类型，为临床决策争取宝贵时间。”
4月29日，刘秀云（右一）和同事在天津大学药学院单晶衍射实验室交流。新华社记者 李然 摄
出生于1988年的刘秀云，长期在天津大学从事脑科学与多学科交叉研究。她将团队的研究路径概括为一个递进式目标：“我们不仅致力于‘解析大脑’，更着眼于‘连接大脑’，最终目标是‘修复大脑’。”
“全球约有43%的人口受到各类神经系统疾病的影响。”刘秀云表示，“如果我们的技术能为这些患者提供有效的治疗选择，改善他们的生活质量，那么一切努力都具有深远意义。”在她看来，科研的终极价值在于实现临床落地，而非仅仅停留在论文与实验室阶段。
青年力量塑造未来
脑机接口被公认为未来关键颠覆性技术之一。它深度整合了医学、计算机科学、电子工程、机械自动化、材料学等多学科的前沿理论与核心技术，是典型的交叉学科创新高地。
刘秀云形象地比喻：“这种交叉性如同八爪鱼，触角伸向众多不同领域。当这些学科的知识与方法真正深度融合时，便为青年科研人员提供了施展创造力的广阔舞台。”
2024年11月15日，实验员在天津大学脑控系统研发与集成应用实验室内给学生授课。新华社记者 李然 摄
未来计算范式将如何突破？脑机海河实验室的青年科学家陈力群及其团队提出了一个极具想象力的方向：探索“生物脑”、“生物眼”与“机器身”的融合路径。为攻克这一高度跨界的课题，这支以“80后”为主的团队经常通宵协作——团队中，精通干细胞培养的专家可能不熟悉脑电信号编译，专攻硬件集成的骨干又需补强软件知识，成员们在彼此领域往往都是“初学者”。
没有捷径，这群年轻人选择了最扎实的路径：恶补跨界知识。生物学家开始学习基础编程，工程师则深入研读神经科学文献……凭借迎难而上、刻苦钻研的韧劲，一道道技术壁垒被逐一攻克。
基础研究与应用攻关的持续积累，也反向推动了学科体系的创新。近期，天津大学“脑机科学与技术”本科专业正式获教育部批准设立，并纳入交叉学科门类。这标志着该专业将在国内首次实现本科阶段的直接招生。
“青年人才是最核心的创新资产。”刘秀云坚信，科研工作不仅是知识的累积，更是科学思维与解决问题能力的系统性锻造。
大脑这座神秘的“三磅宇宙”，仍有无数未知等待揭示。而这群青年科研人员，正坚定地站在科研与临床结合的创新前沿，以他们的专业智慧与不懈探索，一步步向答案的深处推进。
策划：万方 邵香云
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记者：张宇琪
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