脑机启侦｜人民日报聚焦：无创超声破局，开启脑机融合新未来（07.11）

脑机接口作为可实现人脑与外部设备互联的新型人机交互技术，现已成为全球科技竞争的核心前沿赛道。该技术能够搭建人脑与机械设备间的直接信息传输通道，完成神经信号的采集、解析及调控，助力碳基生物智能与硅基人工智能实现深度融合。

当前全球脑机接口产业正处在由实验室研发阶段迈向规模化落地应用的关键转型期，侵入式脑机接口技术虽已取得阶段性研发进展，但生物适配性、长期使用安全性等核心技术瓶颈尚未得到有效解决。郑海荣团队长期深耕无创脑成像与神经调控相关研究领域，持续攻坚无创超声脑机接口各类技术难点，探索构建非侵入式脑机接口技术的产业化发展路径。

图自：人民日报

当前脑机接口主流技术路线分为侵入式、半侵入式与非侵入式三类，不同技术形态的研发优势与瓶颈差异显著。 

侵入式技术通过外科手术向大脑皮层植入微型电极，具备极高的神经元信号采集精度，但技术缺陷较为突出：植入电极易诱发人体免疫排斥，长期应用会出现信号衰减、器件故障等问题，同时手术存在安全风险，且仅可采集局部脑区信号，无法实现全脑探测。 

半侵入式技术将电极放置于大脑皮层表面，兼顾了信号采集质量与使用安全性，却仍无法彻底规避颅内植入带来的潜在风险。

非侵入式技术依托穿戴设备于头皮处采集脑信号，具备无创安全、易于推广应用的优势，但技术研发难度极大。头皮与颅骨会衰减、干扰神经电信号，造成原始信号噪声繁杂，如何实现复杂场景下神经信号的稳定采集与高精度解码，是全球脑机领域的核心技术难题。 

从全产业链维度来看，我国脑机接口产业发展仍面临诸多挑战，全脑信息定向写入技术尚未成熟，适配产业应用的低功耗专用神经芯片供给短缺，通用芯片难以兼顾低功耗、高算力与多通道实时处理的核心需求。与此同时，脑机接口技术触及人类思维与隐私核心领域，与之配套的伦理准则、行业标准及监管体系，也亟待健全完善。

面对行业技术瓶颈，郑海荣团队开辟了“无创超声神经调控”原创技术新路径。该技术摒弃传统电极植入方案，依托超声、光学、电磁等多元物理场，在完好保留人体生理屏障的基础上，实现全脑神经信号的双向读写。 

颅骨会造成超声折射、能量衰减，是无创超声技术落地的首要难题。对此，团队通过复杂介质声场建模、仿真演算与对照试验，攻克了超声穿颅传播、能量聚焦、安全调控等核心科学难题，从原理层面验证了该技术体系的可行性。 

高密度相控阵换能器是无创超声脑机接口的核心硬件，长期被国外技术垄断。团队深耕压电材料底层研发与精密加工技术，完成全链条自主攻关，实现器件国产化替代。自研设备在电声转换效率、穿颅性能、聚焦精度等关键指标上优势显著，依托该硬件，团队成功研制万通道级智能神经调控系统，结合声场校正算法与多模态影像导航技术，构建高精度脑区定位追踪体系，可将超声能量精准聚焦于颅内十厘米深度的毫米级靶点，既解决了传统电磁刺激深度不足、靶点弥散的缺陷，也规避了植入式技术的创伤与安全风险。

在此基础上，团队创新提出“神经打印机”技术概念，通过多物理场精准调控脑部纳米离子通道，实现外部信息向大脑的定向写入。目前该技术已通过动物实验验证，可可控调节特定记忆与行为，为难治性脑疾病干预、神经功能重塑提供全新技术方案。

系列临床研究证实，无创超声神经调控技术可有效降低难治性癫痫的发作频次与强度，改善重度抑郁症患者的情绪及睡眠状态。在十余例长期意识障碍患者的临床干预中，超半数患者成功苏醒，部分患者逐步恢复语言、自主进食等生活能力，充分彰显了该技术在重大脑疾病诊疗与康复领域的巨大应用潜力。

2025年，南京大学脑机接口研究院正式建成，重点布局量子测量器件、神经成像、脑信息解码三大核心研究方向，助力无创脑机接口技术突破单一医疗场景限制、实现多领域落地，同时为技术持续迭代储备专业人才。

当前我国脑机接口产业发展路径已日趋明晰，结合技术迭代规律与产业化进程，可形成分阶段发展布局。短期1至2年，聚焦医疗领域价值释放，稳步推进技术医学验证与临床落地，加速脑机医学大模型、运动及语言功能重建技术的规模化应用。中期2至5年，全面拓宽技术应用边界，重点攻克无创多模态神经成像、人工多感官功能修复等核心技术，同时推动无创脑机接口在自动驾驶、具身智能、智能制造、全民健康管理等多场景落地应用。中长期5年以上，探索脑机融合、脑际通信等前沿新形态，突破神经信息高精度读写、智能信号重构等关键技术，推动产业向规模化普及、全场景覆盖、消费级轻量化可穿戴方向升级。

现阶段，医疗康复是脑机接口技术最为成熟的应用场景，未来其应用生态将持续拓展。在航空航天、高危作业领域，可实现意念辅助操控；在工业领域，脑控机械臂、无人机、人形机器人将实现人脑与智能设备的高效协同；在消费电子领域，轻量化穿戴式脑机产品有望革新传统人机交互模式，培育全新消费产业形态。

从科技发展维度看，脑机接口是衔接碳基生物智能与硅基人工智能的核心枢纽。人工智能将逐步从数据智能、物理智能进阶至更高阶的生物智能，硅基人工智能虽具备强大的数据运算与处理能力，却无法复刻人类大脑的创造力、感知力与自主意识。而脑机接口可构建人脑与机器的双向高速信息通路，实现碳基智慧与硅基算力的深度融合，是人工智能突破现有发展瓶颈的关键核心技术。

作为新一轮科技革命与产业变革的颠覆性技术，脑机接口是我国未来产业布局、实现人机共生发展的重要支撑。在产学研多方协同推进下，我国脑机接口技术将持续实现技术突破与产业化落地。无创脑机接口将凭借安全、精准、普惠的核心优势，完成从实验室基础研究、临床医疗赋能到全场景人机协同的全面升级，助力构建人机共生、智慧融合的全新发展格局。

来源：人民日报《无创接入，脑机接口迎来更多可能（院士讲科普·未来产业）》