科研“新青年”｜意念控制，不是“魔法”是科學

   海報制作：方金洋

新華社天津5月2日電（記者白佳麗）“再來一次，集中注意力，看能不能将瓶子拿起來。”醫生的聲音溫柔又堅定。

因患病而無法握筆的腦卒中患者頭戴腦電極帽，身背裝有主要子產品的可穿戴小“背包”，用自己的手指與佩戴在手腕上的“第六指”，小心翼翼地試着拿起桌上的瓶子。一次，兩次，三次，随着瓶身慢慢離開桌面，患者臉上的表情從最初的沮喪，到難以置信，再到熱淚盈眶。

一旁的王壯緊盯着患者和她手上佩戴的“第六指”，認真記錄着資料變化。

  天津大學神經工程團隊成員王壯正在展示“神工-靈犀指”。新華社發（隋福毅攝）

這個頗具科幻感的“第六指”，是來自天津大學神經工程團隊研發的一款手指穿戴裝置，也被叫做“神工-靈犀指”。通過非侵入式腦機接口技術，采集患者的腦電波，患者能夠用“意念控制”這根“第六指”，不但能夠成為失去手部活動能力卒中患者的“第六根手指”，還能喚醒患者的功能障礙中樞與外周神經系統，助力手部運動功能的康複。

“起名‘靈犀’，就是想表明通過腦機接口技術，大腦與‘斷聯’的手指依舊可以‘心有靈犀’。”王壯說。

26歲的王壯，是天津大學神經工程團隊一名博士三年級在讀學生，2019年下半年加入“神工-靈犀指”機器人系統的研發項目，見證了“靈犀指”從設想到臨床的全過程。

“如果可以實作‘意念控制’，你最想做什麼？我們選擇幫助有需要的患者進行康複。”王壯說，但研究的過程是一個漫長且不斷試錯的過程，在項目研發時，王壯和老師同學們不分晝夜地待在實驗室，探尋着人機互動的“無限可能”。

  天津大學神經工程團隊成員王壯在實驗室。新華社發（隋福毅攝）

“腦卒中是威脅大陸國民健康的主要疾病之一，多數患者伴有不同程度的肢體功能障礙，我們希望用技術給他們帶去更多‘完整生活’的可能。”王壯說。

天津大學神經工程團隊經過多年積累，腦機接口理論技術迎來持續突破。目前，該團隊在腦機互動領域擁有世界最大專利池，專利國際占有率達10%以上。除“神工-靈犀指”之外，這支平均年齡隻有35歲的團隊還開發了“神工-神甲”外骨骼機器人、“神工-神心”抑郁症智能診斷機器人、神經重症腦積水精确客觀診療系統等。

同樣26歲的梅傑，也是從碩士階段加入天津大學神經工程團隊的科研項目，并通過近半年的刻苦攻關，讓“腦控無人機”成為現實——戴上腦電極帽，緊盯電腦屏，無需雙手操作，通過“意念”就可以控制無人機穩定穿越指定區域。

  天津大學神經工程團隊成員梅傑（右）正在實驗中。新華社發（隋福毅攝）

“我們首次實作了利用非侵入式腦機接口對無人機進行前後、左右、上下，以及順逆時針旋轉等4個自由度的連續腦操控。這項技術将在人機互動領域有廣泛的應用前景，如對遠端目标進行搜尋、環境巡查、異常監控等。”梅傑說。

為了測試校準“腦控無人機”的實用性能，梅傑曾在野外實驗基地待了整整三個月。“在外人看來，我們每天都在重複着枯燥的實驗流程，但實際上，科研就像‘種莊稼’一樣，你的所有勞動都不會立馬收獲成果，需要一個漫長的開花結果的周期。”梅傑這樣形容。

如今，在腦機接口科技創新的前沿，越來越多的年輕科研人開始“挑起大梁”，探索面向未來的可能性。

團隊統計，由天津大學神經工程團隊自主研發的三項成果被中國國家博物館正式收藏，包括世界首款腦機接口編解碼晶片“腦語者”、首次太空腦-機互動系統、首款人工神經康複機器人系統“神工一号”。2023年，天津大學神經工程團隊作為國内最先從事腦機接口領域研究的團隊之一，榮獲“天津青年五四獎章集體”榮譽稱号。

  天津大學神經工程團隊成員梅傑展示“腦控無人機”。新華社發（隋福毅攝）

這個“五一”小長假，王壯和梅傑依舊在崗位上進行着技術攻關。

“我從小就有一個‘醫者夢’，因為一個患者背後就是一個家庭。我将繼續應用前沿科技，為更多患者帶來康複的可能。”王壯說。

“青年時期是從事科研的黃金階段，我們将繼續用技術跨越星辰大海，探索未知奧秘，将論文寫在祖國最需要的地方。”梅傑說。（參與采寫：隋福毅）