在2014年巴西世界杯开幕式上，截瘫青年朱利亚诺·平托身着“机械战甲”，在亿万观众的瞩目下，用“意念”成功踢出第一球。这犹如科幻电影的一幕，得益于美国杜克大学团队研发的脑机接口系统。
脑机接口，就是一种通过采集和解码大脑神经信号，实现“脑”与“机”之间信息交换的技术。
如今，中国科研团队在这一尖端领域实现了从跟跑到并跑的跨越。今年4月，海南大学正式发布自主研发的植入式脑机接口核心技术及一系列产品，并在第五届中国国际消费品博览会上亮相。其中，三款核心芯片在神经信号采集精度、调控自由度及无线传输效率等关键指标上均达到国际顶尖水平，打破了该领域长期依赖进口芯片的被动局面。
值得一提的是，这三款芯片构成的采集—调控—传输技术闭环，覆盖了脑机接口全链路需求。这也意味着我国实现了脑机接口全链条技术自主可控，海南正不断通过科研创新，为脑科学研究和医疗应用注入“中国芯”动力。
A从科幻到现实
脑机接口的海南实践
在海南大学实验室里，一只猕猴正在用“意念”玩电脑游戏。它紧盯着屏幕上的球，不用动手，仅靠“脑补”就能移动球的位置。
通过脑机接口技术，从“信号采集”到“解码”再到“执行”，猕猴用“意念”控制游戏画面的这一过程，仅发生在几十毫秒之间。这不是科幻电影，而是脑机接口技术带来的真实改变。
“人类大脑是一个异常复杂的结构，拥有860亿个神经元、超过百万亿的神经元连接，是目前已知信息处理能力最强的‘计算机’。”海南大学脑机芯片神经工程团队负责人殷明表示，脑机接口芯片可谓“核中核”，就像大脑与外界对话的“桥梁”，它能实时捕捉神经元之间传递的微小电信号，并通过AI算法将其转化为控制外部设备的指令。
长期以来，我国脑机接口芯片依赖进口。
2020年，海南大学组建脑机芯片神经工程团队，聚焦高密度神经信号采集芯片的自主研发。
5年来，该团队研发成果不断涌现，先后研发出三款核心芯片（SX-R128S4高通量神经信号采集及刺激芯片、SX-S32高自由度神经调控芯片、SX-WD60低功耗无线传输芯片），性能达国际顶尖水平。其中，128通道采集芯片通道数是目前商用神经信号采集芯片最高的，比当前国际上神经信号采集芯片领域龙头企业（以下简称国际龙头企业）研发生产的芯片通道数还要高出一倍，在性能提升的同时，功耗降低80%以上，体积缩小50%。团队成立以来已申请近20项专利，多项成果在国际前沿期刊发表。
B五年磨一剑
一场高校的“破冰之旅”
回望研发历程，海大脑机芯片团队踏足的是一条充满挑战的创新之路。
在中国科学院院士、海南大学校长骆清铭的推动下，该团队于2020年成立。虽然学校在软硬件方面给予了大力支持，但是“卡脖子”技术研究成本居高不下。
为了突破资金困境，团队成员潜心钻研，通过大量文献调研和充分的实验准备来提高成功率，最终成功获批了国家“脑计划”项目。
在团队组建初期，由于脑机接口研究在国内尚属新兴领域，技术挑战较为严峻。脑机接口芯片需要同时满足四项近乎矛盾的要求：超高通道和精度以实现精准实时解码，足够微小以适应颅内植入，低噪声确保采集到微弱神经信号，超低功耗避免器件发热损伤组织。
经过反复实验和不断优化，团队创新性地采用超低功耗设计，使得芯片在满足其他性能的基础上，确保植入大脑后的温升控制在2℃的安全范围以内。
在尺寸和能耗控制上，团队也取得显著突破。四年间，首款128通道芯片多次迭代，尺寸缩小至6.5毫米×5毫米，功耗降至15毫瓦。2023年，团队成功研发模块化高通量采集芯片，芯片通道数可达2560以上，芯片面积仅为2.5厘米×2.6厘米，关键技术指标对标国际龙头企业均有新突破。
C产业化破局
从实验室走向市场
随着核心技术的突破，海南大学脑机接口芯片技术产业化进程不断加速。2024年1月，该团队孵化成立神芯科技（海南）有限公司，目前已推出商业化产品。
“我们的32通道刺激芯片以及128通道采集芯片已经实现量产。”海大脑机芯片团队成员郭哲杉老师介绍，这些芯片性能可以比肩进口产品，同时具有显著的价格优势。更令人振奋的是，更高通道数和更多功能的下一代脑机芯片研发进展顺利，也即将问世。
“海南大学自研的脑机接口芯片多项参数优于国际巨头，在全国率先实现量产，其商业化填补了国内高性能脑机接口芯片的空白。”杨全威认为，随着产量提升，芯片价格有望进一步下降，进而有助于降低终端产品成本，扩大应用覆盖面。
海南大学等国内科研院校、机构在脑机接口芯片、电极等全链路研发上的突破，正在为脑机接口技术打开新的发展空间，为千万患者打开“希望之门”。在不久的未来，“中国芯”或将引领全球脑机接口技术进入新的发展阶段。（来源：《海南日报》记者 黄婷）