如果有一項(xiàng)技術(shù),能讓失去行動能力的人重新拿起水杯,也能讓重度抑郁者的大腦重回平靜,甚至能讓人類僅憑“意念”就操控各類設(shè)備——這聽上去是否像遙遠(yuǎn)的科幻?但這其實(shí)是腦科學(xué)與腦機(jī)接口正在書寫的現(xiàn)實(shí)。
對于教育工作者、高考學(xué)生和家長們而言,這絕不止是科技新聞里令人驚嘆的片段。這代表著一個新領(lǐng)域走進(jìn)了高等教育:一個融合了生命科學(xué)、信息技術(shù)、醫(yī)學(xué)與工程學(xué)等的知識前沿,是一個孕育著未來數(shù)十年重大突破與高價值職業(yè)的“新大陸”。
腦科學(xué)與腦機(jī)接口:認(rèn)識大腦,然后連接它
所以什么是腦機(jī)接口?我們分三步簡單解釋。
1.核心:腦機(jī)接口是大腦與外界交流的“高速公路”
大腦是一座精密、神秘的司令部,發(fā)送著“思想”和“指令”的電波。而腦機(jī)接口,就是為這座司令部修建的一條直通外界的高速公路。這條路的目的是實(shí)現(xiàn)最直接的交流:大腦在想什么,設(shè)備就能理解并執(zhí)行什么;外界的信息,也能直接“輸入”大腦,告訴它應(yīng)該怎么做。
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2.兩大方向:向外感知與向內(nèi)調(diào)控
這條高速公路上跑著兩種主要的車流,對應(yīng)兩大技術(shù)方向:
(1)腦感知技術(shù)(大腦→外界)
通過采集腦電波,解讀意圖或狀態(tài),并將其翻譯成控制電腦、機(jī)械臂等外部設(shè)備的指令。比如像癱瘓患者通過“想”,就能控制機(jī)械臂拿起水杯。
(2)腦調(diào)控技術(shù)(外界→大腦)
通過向大腦輸入特定的電、磁或聲等神經(jīng)刺激信號,來精準(zhǔn)地調(diào)整或修復(fù)大腦的功能,或給予新的“輸入”。比如用腦深部電刺激(DBS)治療帕金森病的震顫,或用經(jīng)顱磁刺激(TMS)改善抑郁情緒。
3.最終目標(biāo):修復(fù)、增強(qiáng)與連接
修建這條高速公路的終極目標(biāo)非常清晰,就是為了解決實(shí)際難題、拓展人類能力:能夠幫助因疾病或損傷喪失的功能(如運(yùn)動、視覺)得以恢復(fù);讓我們能更高效地學(xué)習(xí)、工作、娛樂,或獲得全新的交互體驗(yàn);實(shí)現(xiàn)大腦與萬物(計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò))更深度的融合。
正因?yàn)槟X機(jī)接口是在構(gòu)建一條與大腦直接溝通的“高速公路”,這條路的建設(shè),就絕非單一學(xué)科能夠完成,這背后都是一個龐大的交叉學(xué)科網(wǎng)絡(luò)在支撐。作為一項(xiàng)史詩級的超級工程,需要多學(xué)科領(lǐng)域的頂尖專家組成施工隊(duì),精密協(xié)作,才能讓“腦”與“機(jī)”的對話成為可能。
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腦機(jī)接口政策加速推行,高等教育跟上了嗎?
2025年7月23日,由七大部委聯(lián)合發(fā)布名為《關(guān)于推動腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》的文件,正式將腦機(jī)接口確立為必須搶占的未來產(chǎn)業(yè)新賽道。 文件不僅規(guī)劃了2027年突破關(guān)鍵技術(shù),2030年培育全球領(lǐng)軍企業(yè)的清晰路線圖,也揭開了這場未來產(chǎn)業(yè)競賽中最核心、也最緊迫的挑戰(zhàn):人才。
當(dāng)前,國內(nèi)腦機(jī)接口領(lǐng)域正面臨“人才荒”——核心人才儲備僅能滿足產(chǎn)業(yè)需求的12%,缺口超過3萬人。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn),清華大學(xué)、浙江大學(xué)等頂尖高校已率先打破學(xué)科壁壘,通過設(shè)立交叉研究中心、開設(shè)腦機(jī)接口與腦電信號處理等前沿專業(yè),積極布局人才培養(yǎng)[1]。
過去,復(fù)合型人才多依賴研究生及以上階段的交叉培養(yǎng);如今,人才培養(yǎng)模式正加速向本科階段延伸。2024年,天津大學(xué)未來技術(shù)學(xué)院率先設(shè)立全國首個“腦機(jī)接口”本科專業(yè)并啟動招生,系統(tǒng)的交叉學(xué)科培養(yǎng)正式從本科開始。
保守估計(jì)到2030年,我國腦機(jī)接口領(lǐng)域?qū)I(yè)人才需求將突破20萬人。面對未來廣闊的發(fā)展空間,當(dāng)前的人才供給仍顯不足,培養(yǎng)之路任重道遠(yuǎn)[2]。
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本科專業(yè)逐漸設(shè)立,直面產(chǎn)業(yè)人才缺口
繼天津大學(xué)于2024年率先開設(shè)全國首個“腦機(jī)接口”本科專業(yè)方向后,中科院也正在積極論證設(shè)立“腦機(jī)智能”本科專業(yè)。從已披露的信息看,其課程體系極具交叉性與前沿性,計(jì)劃開設(shè)《神經(jīng)編碼原理》《腦電信號處理》《植入式設(shè)備設(shè)計(jì)》等跨界核心課程,該專業(yè)的首批招生計(jì)劃已正式列入2025年教育部備案目錄[1]。
從宏觀市場數(shù)據(jù)來看,我國腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)正步入快速發(fā)展通道:2024年市場規(guī)模達(dá)32億元,同比增長18.8%。未來,市場預(yù)計(jì)將以約20%的年均增速持續(xù)擴(kuò)張,到2027年規(guī)模有望突破55億元,預(yù)示著技術(shù)應(yīng)用與商業(yè)化的全面加速[2]。
產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展直接帶動了對新型復(fù)合型人才的迫切需求,相關(guān)崗位已跨越傳統(tǒng)學(xué)科的邊界。以腦機(jī)產(chǎn)品檢測員為例,需同時掌握醫(yī)療器械檢驗(yàn)和腦電信號分析兩項(xiàng)技能;臨床試驗(yàn)協(xié)調(diào)員則要兼顧神經(jīng)功能臨床評估與數(shù)據(jù)合規(guī)流程管理。這類崗位目前高度稀缺,市場價值顯著。某頭部企業(yè)的招聘信息顯示,此類融合型技術(shù)崗位的起薪已達(dá)到傳統(tǒng)電子工程師的1.8倍,充分印證了“學(xué)科交叉能力”在腦機(jī)接口領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)溢價[1]。從科幻走進(jìn)國家戰(zhàn)略,從實(shí)驗(yàn)室走向本科專業(yè)目錄,腦機(jī)接口的浪潮已清晰可觸……
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參考文獻(xiàn):
[1] 楊伊靜.(2025).發(fā)展腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)教育革新正當(dāng)其時——解讀《關(guān)于推動腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》.中國科技產(chǎn)業(yè),(10),26-27.
https://doi.org/10.16277/j.cnki.cn11-2502/n.2025.10.017.
[2] 焦德芳,殷琪科.(2025).科技日報(bào):精準(zhǔn)發(fā)力推動腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)破局.https://news.tju.edu.cn/info/1005/284329.htm
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