1、板块介绍

人脑工程，全称是国际性人脑计划（HunmanBrainProject，HBP)，项目起源可以追溯到1989年由美国国防部等部门资助，由美国国立卫生研究院和国家自然科学基金召集有关神经科学家、计算机科学家参与的“利用新的计算机技术构建脑的数据库和模型”的问题。人脑工程（HBP）是继人类基因组计划之后又一个科研大计划。

2023年5月25日，美国脑机接口公司Neuralink宣布获得FDA的临床许可。Neuralink采用的是侵入式方案，通过神经手术机器人，将柔性电极植入至大脑皮层中，植入后不可移除。此前2022年初，FDA基于安全等因素拒绝了公司的临床申请，此次再次获批，在安全性等方面已经获得更多的证据。除了Neuralink之外，Precision Neuroscience等多家脑机接口公司也计划在2023-2024年申请人体临床。虽然从第一例临床到产品上市到大规模临床应用，仍有较长的时间验证，但万里征途已踏出关键一步。

目前药物和手术等技术对于因卒中、肌萎缩侧索硬化症（ALS）等引起的中枢神经受损患者，缺少足够的治疗效果，患者长期处于瘫痪等功能失常状态，生活质量差。脑机接口的技术突破了传统机体组织修复的范围，以人机方式实现了功能的替代，具有革命性的意义，并且在一些个案上取得突破。2014年巴西世界杯开幕式上，一位高位截瘫的青年身披借助机械辅助，利用脑机接口开出第一脚球，向全世界展示了脑机接口最直观的临床价值——为运动障碍提供辅助工具。目前全球每年新增1200万卒中患者，其中约40%的人群存在中度功能障碍，未来脑机接口在医疗上应用存在广泛的需求。

侵入式脑机接口整合脑科学、材料、微电子、手术机器人等多学科多技术领域，其植入的电极和操控的精度达到微米级。进入临床阶段，侵入式电极的植入，依然面临的对大脑皮层损伤，免疫排斥反应等系列问题。即使最终临床证明有效，其大规模应用，也需要考虑其经济成本的可及性。目前进展脑机接口研发企业，都有独特的电极设计方案、植入区域和植入方式均存在差异，最终获得功能补偿目标各异，脑机接口需要多次迭代，才能看出最终的技术趋势。

国内对脑机接口探索已开启，政策重点支持。国内早于十三五期间已启动中国“脑计划”，十四五又提出“一体两翼”规划，重点支持类脑计算与脑机融合计算研发。在脑机接口方面，国内研究团队从逐步跟随到齐头并集，在脑机接口专用芯片、深部脑刺激、静态视觉诱发电位脑机接口、脑波音乐脑机接口系统等领域取得突破。相对于海外，国内的试验动物审批和临床资源支持都有具有优势。

2、全球首款脑机接口专用芯片发布

“脑语者”由天津大学和中国电子信息产业集团联合研发，拥有完全自主知识产权。该芯片的发布脑-机接口技术被誉为人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”，是公认的新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术，被美国商务部列为14项出口管制技术之一。目前国际上没有专用的脑-机编解码芯片，我国脑-机接口研发使用的脑电采集和处理设备仍大量依赖进口，在解码可靠性、使用便捷性等方面面临巨大挑战。

“精解码、高指令、快通讯、强交互，这是‘脑语者’的四大优势。”天津大学医学工程与转化医学研究院院长、天津神经工程国际联合研究中心主任明东教授介绍，“这款芯片可以识别出头皮脑电中极微弱的神经信息，高效计算解码用户操作指令，极大提升大脑与机器之间的通讯效率，拓展功能充分满足日常交流需求，让脑机交互设备真正成为使用者的‘第三只手’。”明东表示，“脑语者”有望为脑-机交互技术走向民用化、便携化、可穿戴化及简单易用化开辟道路。

中国电子信息产业集团数据科学家、中电云脑科技有限公司总经理程龙龙博士表示，“脑语者”系列芯片有望实现我国脑-机接口关键技术自主可控，引领我国脑科学和类脑智能研究变道超车。未来该芯片系列还将不断“进化”，为新一代脑机智能发展提供技术支撑。

3、人脑工程应用领域

神经科学领域（脑科学基础研究）

神经机器人系统提供工具，使得认知神经学家能在虚拟环境中，对大脑进行模拟，让仿真机器人与科学家在实验室创造的虚拟环境进行互动，以研究不同层次的大脑机制与各种感觉如何相关。此项研究利用模拟大脑，使得科学家得以区分不同神经的功能，同时还能对负责各个感官的神经系统的活动数据进行比较，从而得以仔细观察神经系统的各项职能。

医药领域（脑疾病治疗）

人类大脑计划旨在为医药研究提供工具，以加快神经疾病方面的研究转化成临床治疗的速度：

（1）通过收集和分析大量医疗数据，可以鉴别不同疾病的生物标志物。因此在症状和危害发生前，就能根据某些生理功能缺陷以及其他先兆来预测某些疾病的发生；

（2）利用生物标志物，仔细观察和研究疾病的过程，利用模拟技术建立模型，发展新的疾病研究理论；

（3）对药物的作用标的进行更好的识别，预测治疗方案的正面和负面效果；

（4）为个性化医疗方案提供技术支持，允许治疗手段适配敏感的个体或部分群体。鉴别精神和神经疾病的生物标志物在阿尔兹海默症的研究中至关重要。人类大脑计划的试点项目其中之一就是研究阿尔兹海默症的模型。此模型具有特点：（1）易于理解：用可行范围内最简单的形式描述每个疾病的主要特性；（2）复杂：发觉非线性反应、易混淆的因素和目前为止无法证明或未知的个体差异；（3）对疾病的发生时间和机理进行明确地预测。

计算机领域（类脑计算）

在对人类大脑有全面的认识之后，以此为基础，建立、测试虚拟软件、硬件和机器人系统。新建立的系统有望克服目前集成电路系统的诸多限制（例如程序、能耗和稳定性），应用前景及其广阔。人类大脑计划将有部分早期项目专注于实现这些可能性，并对大脑计划外的相关开发者提供大量资金支持。新计算机系统开发成功后，会对各种经济领域（包括生产、服务、医疗、家庭等）有革命性影响。未来，自动化、自我修正的计算机系统将以神经形态计算技术为基础，取代传统机器，进行大量科技、商业与安全方面的数据分析。