--- author: 硅谷101 date: '2026-01-10' guest: '' layout: post.njk source: https://www.youtube.com/watch?v=bO6xBjIx9JQ speaker: 硅谷101 tags: - brain-computer-interface - neuro-modulation - ai-algorithms - medical-devices - neural-signal-decoding title: 脑机接口大盘点：从科幻到现实，谁在引领这场“读心术”革命? summary: 2025年，脑机接口技术正从实验室走向现实，全球市场爆发式增长。本文深入探讨脑机接口的原理及三大技术路线，重点介绍了Neuralink、Synchron、Paradromics、Blackrock Neurotech等领军企业及其创新。文章强调AI在神经信号解码和调控中的核心作用，并探讨了该技术面临的伦理挑战与未来发展方向，展望人机共生的可能性。 insight: '' draft: true series: '' category: ai-ml area: tech-engineering project: [] people: [] companies_orgs: - Neuralink - Synchron - Paradromics - Blackrock Neurotech - OpenAI - Merge Labs - Nudge - Forest Neurotech - SPIRE Therapeutics - Tesla - Apple - Google products_models: - N1植入芯片 - Thread柔性电极 - R1手术机器人 - Stentrode - Argo - Connexus - Utah Array - MoveAgain - Neuralace - Diadem - Optimus - Vision Pro - iPad media_books: - 《文明6》 - 《黑客帝国》 - 《阿凡达》 status: evergreen --- 想象一下，你全身瘫痪，脖子以下完全动不了，眼睛能看，大脑能思考，但是你就是没法告诉别人你在想什么。这就是**Noland Arbaugh**曾经的样子。2016年，一次事故让他肩膀以下全部瘫痪，无法动弹。但是现在，他能玩**《文明6》**、下国际象棋，甚至比普通人用手操作电脑还快。他没有动手、没有动脚，甚至眼睛都不用看键盘，他只是想了一下，电脑就动了。这不是科幻电影，这是2024年真实发生的事情。 **Noland Arbaugh**的生活有这么翻天覆地的变化，是因为他在去年接受了马斯克旗下脑机接口公司**Neuralink**的脑机接口芯片植入。到了2025年，脑机接口这个听起来像是**《黑客帝国》**里面的技术，正在从实验室走向现实。前不久，**Neuralink**宣布，截止到现在，已经为13名患者植入了脑机接口设备，他们就像**Noland Arbaugh**一样，可以用“意念”打字、浏览网页、玩游戏。尽管**Neuralink**是脑机接口这个领域最知名的公司，但是这个领域也正在变得热闹起来，一批老将和新秀奋起直追，非侵入性和微创路线的项目也在悄然崛起。包括**OpenAI**的CEO **Sam Altman**在内的不少大佬也已经入局。可以确定的是，全球脑机接口的市场正在爆发式地增长，根据报告，仅仅在美国，脑机接口的市场规模就可能达到4000亿美元，这可能只是开始。那么，脑机接口这个可能改变人类未来的技术到底走到哪里了？谁在领先，谁可能弯道超车，这样的技术什么时候能对普通人开发呢？ ### 脑机接口：人机直接对话的原理 首先，我们需要理解**脑机接口**（Brain–Computer Interface: 人脑与外部设备建立直接通信通道的技术），简称**BCI**，到底是什么。简单来说，**BCI**就是人脑和外部设备之间建立一条直接的通信通道，它绕过了我们传统的神经-肌肉-感官系统，让大脑可以直接“对话”机器。打个比方，我们平时用电脑需要通过用手指敲键盘、移动鼠标来实现操作，但**BCI**技术就能让你跳过这个中间环节，直接用“想”的就能够控制电脑。这不是读心术，而是通过捕捉大脑发出的信号，然后用算法把信号翻译成机器能理解的指令。 **BCI**的工作原理其实很简单，主要分为以下四个步骤： * **采集信号**: 通过电极或者超声波记录**神经元**（Neuron: 大脑中通过电信号交流的基本细胞）的活动，就像在大脑中数以亿计**神经元**组成的聊天群里安装了一个高精度的监听器。 * **解码信号**: 用**AI算法**翻译这些信号，理解大脑想干什么。例如，当你想移动手指的时候，运动皮层的特定**神经元**就会按照特定模式放电，**AI**学会识别这个模式就知道你想做什么。 * **输出指令**: 把解码后的指令发送给外部设备，如电脑光标、机械臂、轮椅，甚至未来的人形机器人。 * **反馈闭环**: 最先进的**BCI**还会反向工作，设备执行动作后会把反馈信号传回大脑，形成交互式的闭环系统。例如，**BCI**操作机械手抓起了一个杯子，大脑能够感觉到触感和重量，这就形成了一个完整的闭环。 ### 技术路线权衡：安全性与信号质量的博弈 我们已经知道了**BCI**“能做什么”，但“怎么做”是个大问题，因为它涉及到在人类最重要且最脆弱的大脑上开洞植入芯片，最不可忽视的就是它的安全性。因此，**BCI**发展出了三大技术路线，在安全性与性能之间做出了不同的权衡。 第一类是**非侵入式脑机接口**，它的好处是最安全，但坏处是信号最弱。这类设备就像一顶“读心帽”，戴在头上就能用。工作原理是通过放置在头皮上的电极检测大脑活动产生的微弱电信号。优点在于完全无创，不需要手术，使用方便，即戴即用，价格也相对便宜，消费级的才几百到几千美元。缺点也很明显，信号非常微弱，就像隔着一堵厚墙听音乐一样，精度低，只能做一些简单的控制，还容易受到头发、汗水和外部电磁场的干扰。目前市场上不少**BCI**产品也采用了非侵入式的方案，它的简单易用适合消费级的场景，但是它的效果也遭遇了一些专业人士的质疑。 专业人士指出，大脑中每个**神经元**的频率带宽大约在300到3000赫兹，更重要的是在3000赫兹这个范围，即**神经元**的**动作电位**（Action Potential: 神经元放电时产生的电信号）。我们大脑的颅骨和大脑表面那层膜是一个非常好的**低通滤镜**（Low-Pass Filter: 过滤掉高于特定频率信号的设备），所有高于40赫兹的信号全部都被过滤掉了。如果是非侵入式的，从物理本质上来讲，就得不到单个**神经元**的信号，得到的是一个平均结果。我们的颅骨是一个非常完美的绝缘体，大脑里面发展的电信号绝大多数都被颅骨遮挡住了。打个比方，大脑里面在进行一场交响乐，你的思维就是非常精彩的交响乐，而颅骨就是这个音乐厅。你在颅骨外面放上电极，从非侵入的方式测量大脑电信号，就相当于在一个音乐厅外面听交响乐。不管交响乐多么精彩，不管你在音乐厅外面放上的麦克风收音设备多么高级，因为隔着音乐厅，最终听到的信号都是非常微弱、非常混杂的信号。这就是非侵入式**BCI**面临的问题，它一直没法得到高精度、高带宽的信号。 ### 半侵入式与侵入式：深度与风险的平衡 在非侵入式之后，还有第二派别的中间路线，叫做**半侵入式**（Semi-Invasive: 需要开颅但电极不穿透脑组织的植入方式）。**半侵入式**是一条“中间路线”，需要开颅，但是电极只放置在大脑表面或者硬膜外，不穿透脑组织，或者通过血管植入。优点是信号质量比非侵入式好，但风险比完全侵入式会略低一些。缺点则是通道数相对较少，性能不如全侵入式。但这个派别有点尴尬，因为最高的风险就是开颅手术，但打开之后又不深入去采集数据，就像你去买票听音乐会，进了音乐厅却坐在最后一排。 侵入式的**BCI**市面里面分两大派，一派是**表面脑机接口**（Surface Brain-machine Interface: 电极贴在大脑表面采集信号），另外一派是**深度脑机接口**（Depth Brain-machine Interface: 电极插入大脑内部采集信号）。当我们把颅骨拿掉、大脑展现出来之后，可以选择把电极贴在大脑表面进行电信号的测量，也可以选择把电极插到大脑里面进行信号的测量。贴在大脑表面好处是保证大脑结构的完整，但它带来的坏处是，大脑的电信号实际上都在深度，所以依然会有在音乐厅里面听音乐的问题，只不过现在你进入到音乐厅里面了，但你是坐在音乐厅的最后一排。坐在最后一排拿着最好的麦克风，和你坐在第一排拿着比较差的麦克风，到底哪个得到的效果更好？这是大家正在讨论的一点。而**深度电极**相当于把电极插进去，插到真正每个产生电信号的**神经元**细胞旁边，得到最第一手、最精确、最高通量的信号，通过这种方式来最完整地还原大脑的想法。这是侵入式**BCI**里面分的两个流派。所以开颅之后怎么去收集数据，要进入多深，这是行业目前在积极探讨和寻找解决的关键点。 接着我们再来看看第三派，也就是**侵入式脑机接口**。顾名思义，侵入式的这类设备会直接刺入大脑皮层，和**神经元**“零距离接触”。它通过微小的电极针直接插入大脑组织，记录单个**神经元**的活动。优点是信号强度高，就像听高清立体声一样，而且精度极高，可以实现复杂的控制，带宽大，能够传输更多的信息。而缺点则是需要开颅手术，风险高，电极针长期植入可能会引起排异反应，甚至造成感染，电极有可能会随着时间降解。 ### 侵入式材料难题与柔性突破 侵入式**BCI**还面临一个重要问题，就是植入的材料。大脑，特别是活体大脑，是一个非常柔软的组织，就像豆腐一样。但是所有金属的或者硅基的探针都非常坚硬，就像一把钢刀。你把这种东西插进大脑，而大脑其实是无时无刻不在活动的。首先，电极就会像钢刀一样在微尺度下切割大脑，不仅造成了长时间的力学损伤，并且会使得电极在大脑内部进行漂移。漂移的结果就是即使能测到**神经元**信号，也不能稳定地测量来自同一个**神经元**信号。另一方面，还会造成大量的免疫排异反应，随着时间的推延，在植入器件的地方，就会造成**神经元**的凋亡，同时会造成大量的免疫细胞增生，最终就会使得你一开始能测到的**单一神经元动作电位**（Single Unit Action Potential: 单个神经元产生的电信号）慢慢就测不到了。对于植入**深部脑刺激器**（Deep Brain Stimulator Implanted: 植入大脑深部用于电刺激的设备）的病人，每过几个月甚至一年，都需要重新改变**刺激的位置**（stimulation location: 神经刺激器作用的精确位置），才能有效地治疗疾病，因为它也会造成大量的深度脑组织损伤。 为了避免柔软如豆腐的人类大脑被植入的电极和芯片反复切割，材料就一定要软。**刘嘉教授**就带领团队做出了突破，和**叶天阳博士**一起创立了**Axoft**。他们认为把硬材料做到极薄，它就能够变软，就像厚厚的铁块打成锡纸就能够随便弯，厚塑料板变成保鲜膜就柔软多了。这一发现立刻启发了整个行业，**Neuralink**等公司也用上了类似的思路，因为更薄的导线更柔软，不容易伤到脑组织。不过新的问题也来了，电极太薄就容易断，断了还有可能会拔不出来。而且太薄的材料容不下太多的电子元件，想要增加通道数，那就得多插几根电极，于是就有了**Neuralink**那台复杂的“缝纫机”手术机器人。 **刘嘉**团队接着往前迈了一步，与其把硬的材料变薄，不如直接造一种天生柔软又坚韧的新材料。他们用了一种特别的**高分子材料**（Polymer Material: 由重复结构单元构成的大分子材料），既像橡胶一样有弹性，又能够抗体液腐蚀，还能承载更多通道，并且可以反复插拔，不易断。如果真的看过那材料，几乎是肉眼都很难看到的，所以它就算植入到大脑里面，断在里面其实也没关系，但在临床上这是完全不可接受的。其次，整体的器件不具有可扩展性，可能每个器件上只有10个传感器，如果要植入1000个或10000个电极，就要植入100个或1000个脑探针。这就是为什么**Neuralink**非常重视它的手术机器人，因为它需要植入很多脑探针才能达到想要的通道数目。用一个非常硬的材料做到非常薄，然后去做**BCI**，它每一个脑探针上的通道数是非常有限的。如果想扩展它的通道数，就要集成更多的材料、更多的器件到一个脑探针里面，它就又变硬了，所有的问题就会回来。所以，真正要解决这个问题，是需要发展真正的柔性电子材料。 **刘嘉教授**在斯坦福的时候，就专门花了很多时间去研究这个问题，最终找到了一款特别的**光刻胶**。这种材料像橡胶一样有弹性，大脑实际上也是一个有弹性的材料，在我们呼吸的时候是不膨胀的。这种柔性材料表面非常舒滑，在手上刮过的时候完全没有任何切割的感觉。经过对比，他们认为这种材料相比现在市面上经常使用的**聚氰亚胺材料**（Polyimide Material: 一种高性能的耐热高分子材料），是一种更适合用来做**BCI**的材料。他们以这种材料为基础，制作了目前市面上最柔软的**BCI**，它非常柔软，但依然能像正常的电子材料一样运作。传统的柔软材料为什么不能拿来做光刻、做**BCI**呢？因为当一个材料非常柔软的时候，它的**玻璃化转变温度**（Glass Transition Temperature: 非晶态聚合物从硬脆态转变为柔软橡胶态的温度）是小于室温的，在室温下它其实是一个交联的液体，或者是说它就是一种大孔的交联材料，很容易被多层光刻时产生的溶剂（有机或水溶剂）溶胀，就不能达到非常精准的光刻目的。另一方面，体液里面的盐溶和离子都很容易侵蚀它，慢慢地电子器件就全部失效了。他们最终从化学角度解决了这个问题，找到了一种弹性体或柔软材料，它既能够拿来做光刻，克服所有的水溶剂或油性溶剂，同时不让离子对它进行侵蚀。从化学角度来讲，只有**全氟弹性体**（Perfluoroelastomer: 一种具有优异耐化学腐蚀性和耐热性的弹性体）能做到这一点。所以他们发展了一系列**全氟弹性体**的**光刻胶**，解决了这个问题。 ### AI：脑机接口的“灵魂”与核心大脑 当材料问题解决之后，新的挑战又冒出来了：信号量爆炸了。过去几百个通道，变成了几百万个，数据量大得可怕，算法和芯片都得重新设计，而这就得靠**AI**了。**AI**正在彻底改变这个领域的游戏规则。如果说电极和芯片是**BCI**的“身体”，那么**AI**就是它的“灵魂”了。没有**AI**，就没有今天我们看到的那些“用意念打字”、“靠脑波说话”的奇迹。 想象一下十年前的科学实验，研究人员最多能够同时监听二十个**神经元**，大脑信号少得可怜，还能够慢慢分析、手动标注，就像工匠打磨一件首饰。可现在呢？动辄上万个**神经元**同时发信号，**Neuralink**能够监测几千多个通道，已经是学术界最多。每个通道每秒都在吐出成千上万条的数据，整个系统每秒就是一个GB级的“数据海啸”。在这种规模下，靠人去看信号根本不可能，这就好比让你一秒钟去数完一万粒沙子。这个时候，**AI**就不再是“帮个忙”的角色了，而是**BCI**能不能跑起来的关键。 **AI**的作用远不止帮忙处理数据。**BCI**的终极任务其实是一个超级难的“翻译”问题，把大脑的电信号翻译成人类能够理解的动作或语言。机器翻译中文成英文，还能够查字典、看语法，而**BCI**的输入是几千个**神经元**乱成一团的放电信号，输出的却可能是一只机械手抬起杯子，或者一句完整的话。这就像在翻译一种没有人能听得懂的“外星语”。但是**AI**，尤其是**深度学习**，恰恰就最擅长干这种事。2015年，**加州大学伯克利分校**和**旧金山分校**的团队就创造了一个突破：一位因为中风失语18年的女士，靠**BCI**重新“开口说话”。科学家在她的大脑语言区域植入了256个电极，**AI**实时把她脑中的电信号翻译成语音的最小单位“音素”，准确率超过了90%。再结合**大语言模型**（Large Language Model: 基于海量文本训练的 AI 系统）和**N-Gram模型**（N-Gram Model: 一种基于统计的语言模型，用于预测序列中下一个元素的概率），让系统理解上下文、自动修正错误。最后一步，用她过去的录音训练出一个语音克隆版本，用她自己的声音把想说的话读出来。结果整体准确率高达97%，延迟不到一秒，她在家里就能够和家人聊天，不需要工程师在旁边调试。这听起来就像是在科幻片电影里面的情节，但是现在**AI**真的让它变成了现实。 现在大家越来越发现，特别是**AI**这个时代往前走，**BCI**跟**AI**是密不可分的。因为有两种情况：第一，新的**BCI**技术使得神经带宽，也就是对**神经元**的测量一下子爆炸，它就需要大量的**AI算法**对它进行解码，现在**AI算法**已经准备好了。第二，本身对大脑的理解就是未来进一步提高**AI**的一个重要方面。所以，所有做**AI**相关的人，都会想到要往**BCI**这个领域去走，这更多的是一个技术的布局和未来技术布局的争夺。 ### AI驱动的神经调控与未来展望 如果说“读取”大脑信号离不开**AI**，那么“写入”大脑信号，也就是**神经调控**，就更需要**AI**来出手相助了。所谓的**神经调控**，说白了就是用电刺激去影响大脑的活动。大脑更像一支庞大的交响乐队，上千种**神经元**各司其职，演奏着节奏极其复杂的乐章。传统技术的问题在于太粗、太笨，就像用大锤去“指挥”交响乐。现在随着电极数量暴涨到上千个通道，精准的**神经调控**就终于有了可能。但是想让上千个电极像乐手一样协调配合，就得有一个足够聪明的“指挥家”，也就是**AI智能体**（AI Agent: 能够感知环境、做出决策并执行行动的AI系统）。 **AI**不需要完全理解大脑为什么这样工作，它靠的是**强化学习**（Reinforcement Learning: 一种机器学习范式，通过与环境互动学习最优策略），不断地尝试不同的刺激方式，看大脑怎么回应，再根据结果调整策略。它能够在毫秒级的时间内实时调控刺激的频率、强度、时长，甚至是哪些电极该同时工作，从而为每个人定制最合适的刺激方案。这有点像**AlphaGo**下围棋，大脑是个黑盒子，**AI**也是个黑盒子，但两个黑盒子不停地对弈，最后居然能够摸索出最优解。 **AI**对**BCI**如此关键，主要有以下四点原因： * **数据量爆炸**: 过去只看几十个**神经元**，现在要同时处理上万个，人工根本做不来。 * **实时性要求高**: 从“想到”到“做到”，延迟必须要小于100毫秒，否则体验就不自然。 * **个体差异大**: 每个人的大脑信号都不一样，**AI**能够自动学习并且适应。 * **大脑是动态系统**: 它的信号会随着时间变化，**AI**能够持续学习，不断校正，让性能一直在线。 说到底，**AI**已经不是**BCI**的“助手”，而是它能不能真正落地的“核心大脑”。没有**AI**，这场“人机共生”的梦想就只能停留在实验室里面了。 ### 行业领军者：Neuralink的雄心与挑战 聊完**AI**，我们再来看一下目前**BCI**领域到底有哪些公司跑在最前面。首先当仁不让的，就是马斯克旗下的**Neuralink**。这家由马斯克在2016年成立的公司，可以说是把**BCI**真正带入大众视野的“网红”了。 **Neuralink**的系统由三个部分组成：**N1植入芯片**、**Thread柔性电极**与**R1手术机器人**。 * **N1植入芯片**（N1 Implant Chip: Neuralink的核心植入芯片，用于采集神经信号）是整个系统的大脑，大小和一枚硬币差不多，被植入颅骨下方。芯片集成了1024个信号采集通道，同时能够记录成百上千个**神经元**的活动，是目前通道数最多的植入式设备之一，可无线传输和感应充电，是系统的神经中枢。**Neuralink**能记录到1000-2000个**神经元**的信号，这从数量上来讲，2000个**神经元**对于860亿来讲其实是忽略不计的，所以它是一个局部的信号解码。从空间角度看，**Neuralink**把电极插在脑区表面的面积，占整个大脑表面积的1.3/1000，而整个大脑表面积的999/1000都还没有被记录下来。但时间上，电学信号做得比较好，因为现在它直接电极跟**神经元**接触，**神经元**放电电极就能记录下来，这个时间已经可以做到10微秒以内，一秒钟采集多少个**神经元**放电的信号都能记得下来。电学**BCI**的特征就是电信号的时间做得已经非常接近实时了，但是它的空间覆盖只有1.3/1000，这只是表面，还不包括大脑内部。大脑内部还有大量的功能区脑区，它是永远渗透不进去的，只能插到表面3毫米，而大脑有8厘米厚，如果要插到深脑，那要8个厘米。 * **Thread柔性电极**（Thread Flexible Electrode: Neuralink的柔性电极，用于连接芯片和大脑）是**Neuralink**最核心的创新之一。传统的电极是刚性的，用传统电极就像在豆腐里面插钢针，时间长了就会造成损伤。**Neuralink**的**Thread电极**却是柔软可弯曲，随大脑一起“呼吸”，导线仅5微米宽，可贴合脑组织的微小运动，每根拥有32个记录点。**R1机器人**会将64根**Thread**精确植入皮层数毫米深处，使其在脑组织微动中保持稳定。 * **R1手术机器人**（R1 Surgical Robot: Neuralink开发的用于精确植入电极的手术机器人）可能是整个系统当中最酷的部分，马斯克把它称为“缝纫机”。**Thread**由于导线极细且脑血管密集，**Neuralink**开发了**R1机器人**来执行植入。这台“缝纫机式”的设备每分钟可以植入大约6根导线，自动识别并且避开血管，完成手术仅需要数小时。 三者合一，使得**Neuralink**成为目前通道密度最高、无线化程度最完整的侵入式**BCI**之一。2024年，**Neuralink**完成了首例人体植入，患者就是**Noland Arbaugh**。手术很成功，几周之后，**Noland**就能用意念控制电脑光标，甚至创造了一个世界纪录：每秒8比特的信息传输速率，这是当时所有**BCI**中最快的。到了2025年，**Neuralink**已经完成了13例人体植入。最近公布的一个20分钟的完整手术视频，展示了他们如何把芯片植入人脑。整个手术的核心是一台精密的手术机器人。医生首先在患者头骨上面开一个硬币大小的洞，然后这台机器人有一根比红细胞还细的针，它要抓起100多根比头发丝还细的柔性电极线，一根一根地“缝”进大脑皮层。这听起来很简单，实际上难度极高，人的大脑就像豆腐一样柔软，而且里面密布着血管，这128根针必须一针都不能扎到血管。最让人震撼的是速度的提升，旧版机器人扎一针需要17秒，而新版机器人只需要1.5秒，这意味着整个手术时间大幅度缩短，患者的风险也随之降低。为了做到这一点，**Neuralink**用了6套显微镜，加上**OCT扫描技术**，组成了一个超级精密的“眼睛”，这套系统可以在毫秒级别追踪大脑组织的运动，提前预判路径，精准避开所有的血管。 目前已经有13个人植入了**Neuralink**的设备，使用时间超过了1.5万小时。除了意念控制电子信号，在最新的演示中，还可以通过意念控制机械臂。现在的芯片只植入了4毫米深，就能够实现这些功能了。**Neuralink**的下一个目标是植入50毫米以上，这样就能够接触到大脑更深层的区域，实现更复杂的功能。现在有超过1万人排队等着做这个手术。针头夹具的制造成本已经降低了95%，原本昂贵的实验级部件现在也可以量产了，机器人也能够适配全球99%的人群，这些都在为大规模应用做准备。**Neuralink**不只是在做一个实验性的医疗设备，他们还在建立一套可以规模化复制的系统，从手术机器人到植入芯片，再到神经信号的解码算法。马斯克的梦想依然非常宏大，他说任何可以用电脑或者手机控制的设备，将来都可以用**Neuralink**来控制。这是一个极其深远的突破，将从根本上改变“成为人类”这一概念的含义。 在未来规划中，**Neuralink**希望从“恢复功能”迈向“增强功能”。公司正在研发“言语解码”项目，尝试在言语皮层植入电极，将“心里想说的话”直接转换为文字或者语音。另外一项名为**Blindsight**的研究，获得了**FDA**突破性医疗机械认证，目标是通过刺激视觉皮层，让盲人恢复部分视觉感知。马斯克甚至设想了这种视觉未来可能感知红外或者紫外波段。更疯狂的是马斯克描绘的未来，到2028年，植入装置中的电极数量预计会超过2.5万个，能够与更深层的大脑区域交互，并且进一步探索与**AI**系统的融合。更长远的目标是让瘫痪患者通过**BCI**控制**特斯拉**的**人形机器人Optimus**，从而在物理世界中重新获得行动能力，这个情节听上去好耳熟，**《阿凡达》**不就是这样的吗？以他们的技术来讲，每两年把通道翻一番，这也是之前做电学**BCI**时行业里面讲过的一个概念，叫**摩尔定律**（Moore's Law: 指集成电路芯片上可容纳的晶体管数量大约每18-24个月翻一番），基本上每18个月，能够插在脑子的电极数翻一倍，这是可以做到的。但它是一个设备还是几个设备植进去，这不一定，它可能是个组合。现在的电极只能插在脑子3-5个毫米，他们确实计划在做下一代的电极，可以通过大脑插到深脑核团，大概能够插6-7个厘米的这种电极。一年半翻一番，这要求很高，芯片得扩张，通讯能力、计算能力、体积大小，发热还得控制。它像一个水桶，每一块短板都得翻一番，整体才能翻一番。一年半翻一番的速度已经非常不错了。 当然，这项技术还面临着很多挑战，包括伦理问题、隐私数据以及长期的安全性等等。虽然这些设想依然停留在研发阶段，但是**Neuralink**已经获得了资本市场的强力背书，2025年6月，公司完成了6.5亿美元的一轮融资，估值大约90亿美元。但是**Neuralink**也面临着挑战，包括首例患者出现了85%的电极信号回撤，虽然官方说是手术问题，但也暴露了技术稳定性的隐患。其次，**FDA**的审批之路艰难，它被拒绝过至少6次，还因为动物实验伦理问题被调查。还有技术路线争议，它使用的是把硬质材料做薄的“柔性”方案，而不是真正的柔软材料，存在材料易碎、难以取出等问题。但无论如何，**Neuralink**作为这个赛道当中最值得关注的公司，最近也有非常快速的进展，这些进展可能是这个领域商业化的关键一步。 ### 行业多元化：Synchron、Paradromics与Blackrock Neurotech 在**Neuralink**之外，**BCI**行业还有其他值得关注的公司。 **Synchron**是另一个值得关注的公司。如果说马斯克的**Neuralink**是“开颅插电极”的硬核玩家，**Synchron**走的就是完全不同的一条路：它从血管里面进入大脑，不用开颅，不用机器人，也不需要漫长的恢复期。这家公司成立于2012年，创始人**Tom Oxley**是一位做脑血管手术出身的医生。公司的核心理念是“解锁大脑的自然高速公路”，也就是血管系统。**Synchron**选择了一条完全不同的技术路线：不开颅，从血管植入。**Synchron**的设备叫做**Stentrode**（支架电极: Synchron开发的通过血管植入的脑机接口设备），外形有点像心脏的支架。医生只需要在颈部静脉开个小口，把它沿着血管“送”到大脑，最终停留在运动皮层附近的血管壁上，设备就会像支架一样展开并且固定。整个过程只需要两个小时左右，第二天病人就能够出院。**Stentrode**上面有16个电极，贴在血管壁上，而血管壁几乎紧贴着大脑表面，所以电极能记录到附近**神经元**的电信号，信号再通过胸部的一个小装置无线传到电脑上。2020年，**Synchron**就完成了全球第一例人体植入手术，比**Neuralink**早了整整四年。几位渐冻症患者借助它，实现了用意念发邮件、浏览网页，甚至打出了人类历史上第一条用脑发出的推特“Hello World”。**Synchron**也拿到了**美国FDA**的“突破性医疗设备”认证，是首个获准在美国做长期植入试验的**BCI**公司。截至2025年，**Synchron**已经完成了多位患者的植入测试，累计融资约3.45亿美元，投资人阵容包括了多名首富大佬们，如**贝佐斯家族基金**、**盖茨基金会**等。更有趣的是，他们已经开始和**苹果**设备做适配测试，让患者能用意念去操作**iPad**或者**Vision Pro**。虽然**Synchron**的通道数量才16个，比不上**Neuralink**的上千通道，但它的路线更“现实”、更垂直，想先让瘫痪者能够真正地沟通、表达和生活。这家公司很有可能成为第一个把**BCI**带进医院、带入普通人生活的玩家。 第三家叫做**Paradromics**。如果说**Synchron**追求的是“安全、实用”，那么**Paradromics**追求的就是“性能极限”。这家公司2015年成立于美国德州奥斯汀，创始人**Matt Angle**是一个从斯坦福出来的神经科学极客。他的想法很简单：要让大脑和电脑真正无缝交流，就得让数据通道更宽、更快。所以他们把大脑无法治愈的问题变成可解决的技术问题，要在性能上超越所有竞争对手，打造“大脑的超级高速公路”。**Paradromics**的研究设备叫**Argo**（阿尔戈: Paradromics的实验性高密度神经信号记录设备），最引人注目的数字是它能够同时记录65536个通道的神经信号，这是**Neuralink**的64倍。**Argo**使用微丝电极阵列，可以说是全球密度最高的侵入式**BCI**设备，能够同时记录数万个**神经元**的活动，相当于在大脑里面装上几万个“监听器”。为什么需要这么多通道呢？因为大脑的某些功能，特别是语言，涉及到多个脑区的协同工作，要实现流畅的语音解码，需要记录大量**神经元**的活动。要注意，这并不是它们现在植入人体的芯片，而是一个实验系统，用来展示它们能够采集到多得惊人的脑电信号。它们真正面向临床的产品叫做**Connexus**（康涅克斯: Paradromics面向临床的高速高密度数据传输产品），目标是做到“高速、高密度”的数据传输，让机器能够更准确地理解我们想说什么或者想做什么。它们的理念很形象：过去的**BCI**就像是“拨号上网”，能用但是很慢；**Paradromics**想做的就是“光纤入脑”，让信号像宽带一样畅通。尤其在语言、思维这样的复杂脑区活动当中，通道越多、信号越快，**AI**解码就越准确。2025年6月，**Paradromics**在**密歇根大学**完成了第一次人体测试，在一位癫痫手术患者的大脑中临时放入了**Connexus**设备，成功记录到了神经信号，手术全程只用了二十分钟。这次只是短暂的试验，设备随后被取出，但标志着它们真正踏入了临床阶段。**Paradromics**已经获得**美国FDA**的“突破性医疗机械”资格，并且被纳入了**TAP加速计划**，这个计划是为创新医疗设备开辟的“快车道”。资金方面，公司在2023年完成了3300万美元的A轮融资，总融资规模接近1亿美元。这家公司的核心优势在于能够记录更多的**神经元**，更适合复杂任务，如自然语言处理，为未来的认知增强应用打下基础。 还有另外一家值得聊的，叫做**Blackrock Neurotech**。如果说**Neuralink**是**BCI**界的“网红”，那么**Blackrock Neurotech**就是行业的“老前辈”了。顺便说一句，这个跟金融公司**Blackrock**没关系。**Blackrock Neurotech**成立于2008年，它的前身是**Blackrock Microsystems**，总部在**犹他州盐湖城**，地位相当于**BCI**领域的**英特尔**。为什么这么说呢？因为**Blackrock**的**犹他阵列**（Utah Array: Blackrock Neurotech开发的侵入式电极阵列，行业黄金标准）电极阵列几乎是侵入式**BCI**研究的“黄金标准”，全球大部分的**BCI**研究都在使用**Blackrock**的设备和平台。**Utah Array**是由**犹他大学**的**Richard Normann教授**在1990年代发明的，2005年获得了**FDA**批准，成为首个获批的高通道数植入电极。从2004年到如今，几乎所有的侵入式**BCI**人体研究都用它，你在新闻里面看到的那些“瘫痪者用意念控制机械臂，失语者重新说话”的案例，背后很有可能都有**Utah Array**的身影。它有96个硅针状电极，每个系统最多1024通道，能记录单个**神经元**的尖峰放电，信噪比极高。长期安全性是**Blackrock**的最大优势，最长植入时间达到8年以上，并且正在正常使用，累计植入时间超过了3万天，还有零**FDA**报告严重不良事件。相比之下，**Neuralink**最长植入时间才2年不到。 在临床应用上，**Blackrock**的**Utah Array**目前发展得比较广泛，已经在多个领域取得突破，包括运动功能恢复，比如控制机械臂抓取物品、操作轮椅、恢复握手等基础动作，还能让瘫痪者感觉到机械手的触觉。2017年**斯坦福大学**的研究中，患者用**Utah Array**实现了每分钟打40个字符的速度，创下了当时的**BCI**世界纪录。2021年11月，**Blackrock**的**MoveAgain**（移动再现: Blackrock Neurotech的运动功能恢复系统）系统获得了**FDA**的突破性设备认证。系统由三个部分组成：植入大脑的电极阵列、解码运动意图的**AI算法**和无线传输模块。设计目标是让瘫痪患者用意念控制鼠标键盘、轮椅、假肢等等。2022年，**Blackrock**发布了下一代技术概念**Neuralace**（神经蕾丝: Blackrock Neurotech的下一代超高通道数柔性电极概念），这是一种超高通道数的柔性电极，目标是实现全脑数据捕获。作为行业老大哥，**Blackrock**有2000多篇研究论文使用了**Blackrock**设备，1000多家研究机构是客户，还发表了116篇同行评审期刊文章。这种生态优势是**Neuralink**和**Paradromics**短期难以复制的。 ### 非侵入式新秀与未来伦理挑战 如果说上面几家都是行业老兵蓄势已久，还有一些声名鹊起的初创公司都选择了非侵入路线。就在今年（2025年），**OpenAI**的CEO **Sam Altman**创立了一家名为**Merge Labs**的**BCI**公司，目标融资2.5亿美元，估值大约8.5亿美元，探索一种结合**基因疗法**（Gene Therapy: 通过修改基因来治疗疾病的方法）和**超声技术**（Ultrasound Technology: 利用超声波进行成像、治疗或信号传输的技术）的方案，即通过改造**神经元**使其响应超声信号，从而实现更少侵入或者不同于传统电极植入的接口方式。同期，**Coinbase**联合创始人**Fred Ehrsam**的非侵入式脑接口公司**Nudge**宣布完成了1亿美元的A轮融资。另外一个采用超声**BCI**项目的**Forest Neurotech**获得了前**Google** CEO **Eric Schmidt**的1400万美元资助，目标是用超声在不开颅、无需脑内植入电极的前提下感知与调控大脑活动。此外还有一家走“无手术”路线的脑科技公司**SPIRE Therapeutics**，它们开发了一种叫做**Diadem**（冠冕: SPIRE Therapeutics开发的无手术超声脑调控设备）的设备，看上去有点像用**聚焦超声**（Focused Ultrasound: 将超声波能量精确聚焦到体内特定区域的技术）往大脑深处打声音波，而且不用做开颅、也不用植入电极。它的目标人群是慢性疼痛或者抑郁症患者，也就是那些“药物+治疗都管不了”的难题。 总结一下，**Neuralink**用马斯克的野心和资源押注人机共生；**Synchron**用血管植入的巧思押注安全使用；**Paradromics**用极致性能押注技术高地；**Blackrock**用它20年的积累押注稳扎稳打；而这些硅谷的新秀们用非侵入式押注另辟蹊径。2025年的**BCI**竞赛全景我们已经梳理完毕了，一场关于人类未来的豪赌正在硅谷和全球范围内展开。 技术进步总是伴随着伦理挑战，**BCI**更是如此，因为它直接触及人类最核心的部分——大脑。**BCI**的进步也正在迫使我们重新思考作为人的意义。它让思维可以被读取、情绪可以被感知、行为可以被外部系统控制，这也让隐私、意志和身份的界限变得前所未有的模糊。我们的脑电波数据归谁所有？当机器能影响情绪或者决策的时候，自主意志是否仍然完整？那些能负担得起增强大脑的人，是否会在将来获得不对称的优势呢？由于时长的原因，我们就不在这里讨论这些问题了，但是如果感兴趣，我们也可以就**BCI**继续做深入的解读。谁会赢或许不重要，因为**BCI**的意义不仅在于用意念控制机器，更在于重新连接被切断的通路，让瘫痪者重新行动，让失语者重新表达，也可能帮助盲人重获视觉。对普通人而言，**BCI**还代表着一个新的方向，思维也许终有一天能够像触摸一样被数字化感知和传递，而人与机器的界限正变得比以往更加模糊。**BCI**会把我们带向何方呢？或许不久我们就会看到答案。 以上就是这期视频的全部内容了，大家不要忘记关注我们的账号，不要错过更新。你们的点赞、留言和转发是支持我们**硅谷101**做好深度科技和商业内容的最佳动力。我是陈茜，我们就下期视频再见了。