原標(biāo)題：科創(chuàng)青年說(shuō)丨他們?cè)谀X機(jī)接口技術(shù)前沿探索“三磅宇宙”的奧秘
大腦，重量不過(guò)三磅，卻擁有約860億個(gè)神經(jīng)元。它像一座“精密宇宙”，承載著人類的記憶與情感，也隱藏著許多未解的腦部疾病謎題。
在微觀又廣袤的科研前沿領(lǐng)域，天津大學(xué)腦機(jī)交互與人機(jī)共融海河實(shí)驗(yàn)室（下文簡(jiǎn)稱“腦機(jī)海河實(shí)驗(yàn)室”）的一群青年科研人員，潛心鉆研、聚力攻關(guān)，助力人類治療疾病，挖掘人體的健康潛能。
科幻“照進(jìn)”現(xiàn)實(shí)
初次走進(jìn)腦機(jī)海河實(shí)驗(yàn)室，總有一種“進(jìn)入”科幻電影的“不真實(shí)感”——戴上腦電極帽，背上裝有主控模塊的設(shè)備包，“現(xiàn)在，請(qǐng)想象你的右手腕長(zhǎng)出‘第六指’，試著用它去抓握?！睂?shí)驗(yàn)室青年成員王壯正在引導(dǎo)同事進(jìn)行測(cè)試。
4月6日，在天津大學(xué)腦機(jī)交互與人機(jī)共融海河實(shí)驗(yàn)室，科研人員進(jìn)行“神工-靈犀指”的測(cè)試工作。新華社記者 李然 攝
佩戴機(jī)械“第六指”的測(cè)試人員，右手不斷接近桌面，機(jī)械手指緩緩張開，穩(wěn)穩(wěn)抓住桌子上的小球。王壯解釋稱，這款手指穿戴設(shè)備叫“神工-靈犀指”?！捌鹈`犀’，就是想表明通過(guò)腦機(jī)接口技術(shù)，大腦與‘?dāng)嗦?lián)’的手指依舊可以有聯(lián)系?！?/p>
另一邊，學(xué)生王君策頭戴布滿傳感器的腦電帽，隨著不同頻率和音調(diào)的聲音響起，屏幕上跳躍出經(jīng)算法解碼的腦電信號(hào)。他正在使用“神工-神耳”系統(tǒng)，讀取大腦對(duì)聲音的真實(shí)反應(yīng)，進(jìn)而評(píng)估人工耳蝸的植入效果等。
這些場(chǎng)景不是在還原科幻場(chǎng)景，而是為了服務(wù)人類生命健康?！吧窆?靈犀指”目標(biāo)是喚醒偏癱或肌張力過(guò)大的腦卒中患者的功能障礙中樞與外周神經(jīng)系統(tǒng)，助力手部運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)；“神工-神耳”旨在幫助醫(yī)生判斷聽障患兒在輔助設(shè)備下是否能聽清。
天津大學(xué)副校長(zhǎng)、腦機(jī)海河實(shí)驗(yàn)室主任明東表示，無(wú)論是侵入式還是非侵入式，腦機(jī)接口技術(shù)都在運(yùn)動(dòng)功能障礙康復(fù)、神經(jīng)與精神疾病診療、視聽覺感知等醫(yī)療領(lǐng)域展現(xiàn)出明確的應(yīng)用價(jià)值。
論文“寫在”臨床
在此前合作的基礎(chǔ)上，天津市環(huán)湖醫(yī)院與腦機(jī)海河實(shí)驗(yàn)室合作的腦機(jī)接口綜合臨床試驗(yàn)病區(qū)正式啟用，一系列科研成果在這里落地應(yīng)用。
一名5個(gè)月大的嬰兒因腦積水頭顱異常膨大，皮下青紫的靜脈蜿蜒盤踞。治療團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)患兒進(jìn)行腦脊液循環(huán)動(dòng)力學(xué)檢測(cè)，快速判斷出腦積水類型，讓醫(yī)生能在最短時(shí)間內(nèi)確定治療方案，最終成功挽救了孩子的生命。
這款神經(jīng)重癥腦積水精確客觀在線診斷系統(tǒng)名叫“神工-神篙”，“就像是給腦脊液通路做了一次動(dòng)態(tài)心電圖。通過(guò)曲線走勢(shì)，我們能快速判斷出患兒的腦積水類型，幫助醫(yī)生把握治療時(shí)機(jī)?！蹦X機(jī)海河實(shí)驗(yàn)室副主任劉秀云說(shuō)。
4月29日，劉秀云（右一）和同事在天津大學(xué)藥學(xué)院?jiǎn)尉а苌鋵?shí)驗(yàn)室交流。新華社記者 李然 攝
1988年出生的劉秀云，在天津大學(xué)從事腦科學(xué)與多個(gè)學(xué)科的交叉研究，“我們做的不只是‘認(rèn)識(shí)大腦’，還要‘連接大腦’，最終‘治愈大腦’。”她這樣概括自己的研究方向。
“全球約43%的人口會(huì)受到神經(jīng)系統(tǒng)疾病的影響，如果我們的技術(shù)可以為患者提供有效的治療手段，讓患者過(guò)上更美好的生活，那么一切努力都值得?！眲⑿阍普J(rèn)為，要讓科研真正“落地”，而不是束之高閣。
青年“塑造”未來(lái)
腦機(jī)接口是未來(lái)科技的重要方向之一，它融合了醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)、電子、機(jī)械、材料等多領(lǐng)域的前沿理論與核心技術(shù)，是典型的交叉學(xué)科。
在劉秀云看來(lái)，“這種交叉像一只八爪魚，觸角伸向不同領(lǐng)域。當(dāng)這些學(xué)科融合在一起，會(huì)為青年科學(xué)家發(fā)揮創(chuàng)造力提供廣闊的空間”。
2024年11月15日，實(shí)驗(yàn)員在天津大學(xué)腦控系統(tǒng)研發(fā)與集成應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)給學(xué)生授課。新華社記者 李然 攝
未來(lái)計(jì)算機(jī)的能力還能怎樣提高？腦機(jī)海河實(shí)驗(yàn)室青年科學(xué)家陳力群和團(tuán)隊(duì)成員，就用一種極具想象力的思路給出了答案：用“生物腦”“生物眼”融合“機(jī)器身”。為了完成這個(gè)“跨界”課題，“80后”陳力群和團(tuán)隊(duì)經(jīng)常徹夜難眠——“懂干細(xì)胞培育的不懂腦電信號(hào)編譯，專攻硬件研發(fā)的缺乏軟件知識(shí)，大家在對(duì)方的領(lǐng)域幾乎都是‘文盲’。”
沒有捷徑，這些年輕人開始“惡補(bǔ)”跨界知識(shí)，生物學(xué)家學(xué)起了基礎(chǔ)編程，工程師研讀神經(jīng)科學(xué)論文……憑著迎難而上、刻苦鉆研的韌勁，一道道技術(shù)難題被突破。
基礎(chǔ)研究與技術(shù)攻關(guān)的持續(xù)沉淀，也推動(dòng)了學(xué)科建設(shè)的創(chuàng)新發(fā)展。近期，天津大學(xué)“腦機(jī)科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)正式獲教育部批準(zhǔn)設(shè)立，納入交叉學(xué)科門類，該專業(yè)將在國(guó)內(nèi)首次直接面向本科招生。
“青年是最寶貴的財(cái)富?！眲⑿阍普J(rèn)為，科研不僅是知識(shí)的積累，更是思維方式的塑造。
大腦這個(gè)“三磅宇宙”，仍有太多未知等待探索。一眾青年科研人員，正站在科研與臨床的戰(zhàn)場(chǎng)上，用青春與智慧，一步步向著答案前行。（記者 張宇琪）