Q：脑机接口的发展现状是怎样的，目前哪些功能已经实现？ A：脑机接口的基本想法提出50年前，到目前已大致实现。在功能上，已实现了打字，写字（或者称为运动解码，解码手部和舌头的运动可以实现写字和说话），以及语言生成。尽管辞汇有限（大约50个单词），但现在已经可以通过解析舌头运动来估算出一个人想说什么，并让他说话。包括马斯克的肌肉接口设备在内的脑机接口产品能够完成写字任务，并在写字的过程中实现打字。但由于植入区域有限，这种设备还不能实现说话。无创方法已经可以实现打字和写字两个功能。 Q：在脑机接口的发展中，不同接口类型在性能上的对比是怎样的？ A：目前，马斯克的设备已经可以实现与鼠标运动相同的速度，也就是1.0倍速。而半侵入式的设备从目前的数据来看，速度大约为正常鼠标的五分之一。无创设备实现打字的速度已经基本达到传统打字速度的一半，其鼠标控制速度约为正常鼠标的十分之一。无创设备的说话功能目前还未实现，我估计应该是在五年内能实现。 Q：在全球范围内，脑机接口的发展现状和未来趋势是怎样的？ A：在无创脑机接口方面，中国处于领先地位。在半侵入式设备上，中国与美国处于并列地位。然而，在马斯克的全侵入式、高通量脑机接口上，我们仍有一定的差距。有人认为这种差距大约是两年，但我认为可能要超过两年。 Q：在脑机接口的发展上，我们要解决哪些技术难点以实现突破？ A：对于侵入式设备，我们需要克服三个主要的难点，或者说需要翻过三座大山。第一座是物理问题，也就是将最硬的材料（侵入式设备）与最软的组织（脑组织）结合在一起，如同在豆腐上立一根针。第二には化学问题，就是如何使得植入的物体对脑组织没有损伤，使得脑组织接受它是一种友好的侵入。第三则是信息问题，植入后的设备将接收大量的信息，我们需要解析这些信息。对于侵入式脑接口，需要翻过物理和信息两座大山；而对于无创脑接口，只需要翻过信息这座大山。 Q：当我们达到突破点时，可能会看到哪些商业化的机会？目前哪些领域最有可能实现商业化？ A：最早的商业化领域是无创脑机接口，因为它没有侵入性，且FDA及CFDA已经发放了许多证明，无创脑机接口的商业化已经在开始。在商业化的应用落地过程中，无创脑机接口有三个步骤，无创脑机接口实际上已经在第一个步骤开始。 Q：首个应用阶段会解决什么问题，又会有哪些影响？ A：脑机接口的首个应用阶段主要解决医学刚需问题，涵盖康复，如中风康复以及渐冻症等疾病的康复。由于这些病患的康复需求刚性，脑机接口技术的介入能大大提升康复效果。如战胜传统的被动康复模式，实现主动康复。在主动康复模式下，机器设备的运作会根据病患的想动意愿执行，这在康复领域拥有革命性的疗效提升。且对那些已经放弃治疗的长期病患，脑机接口也将带来新的治疗希望。 Q：在当前的市场上，脑机接口有哪些重要的应用趋势和市场空间？ A：脑机接口的应用趋势主要包含三个阶段。第一个阶段偏医疗康复，第二个阶段偏向教育和精神类领域，而最后一个阶段则是元宇宙这样的消费类无创领域。元宇宙是未来市场的一大趋势，多家公司，如Facebook等都投入巨资在元宇宙领域。目前的瓶颈在于元宇宙配套的交互设备一直没有解决，而脑机接口就是解决元宇宙交互问题的关键技术。从现象来看，脑机接口拖了元宇宙的后腿。总的来看，未来十几年间，三个应用阶段将交错兴起。每个阶段可能会持续于三到五年。 Q：关于脑机接口在严肃医学，教育，精神类和元宇宙领域的未来投资潜力和市场规模有何展望？ A：目前脑机接口还没有实际的产值，市值依然为零。理性推测，随着科研进步，脑机接口在未来可以占据神经类药物市场（约为每年1000亿美金）的10%至30%份额，即在严肃医学领域尚有100亿到300亿美金的市场规模。若脑机接口能延伸至教育和精神类等领域，市场规模将在此基础上扩大翻三倍。而如将来应用于元宇宙，新增市场规模将较大。据公认的数据，无创脑接口市场份额的占比约为85%，有创和半侵入脑接口市场份额约为15%。具体哪种類型市场份额更大现在难以确定，但大部分专家认为半侵入脑接口市场份额会更大。 Q：康复治疗设备与脑机接口相结合的商业产品预计何时会推出，定价可能在何水平？ A：按照当前市场发展的观察，脑接口赋能后的康复设备将能大幅提升性能并发掘以往被忽略的潜在病患，预计在未来几年中会陆续推出。商品定价方面，例如有创脑接口的手术成本大约在十万元人民币左右，产品价格理应会高于此，因此其市场价可能在几十万元人民币左右。而无创的脑接口，由于医生操作的环节减少，其市场价可能在几万元人民币 左右。 Q：通过脑机接口采集和解码电信号的技术原理是什么？ A：脑机接口的工作原理主要依赖于三个环节：电极技术，信息处理和信号解读。首先，利用电极技术将电极的芯片插入大脑，最好能制作出对大脑损伤较小的芯片。然后用AD信息处理技术处理电子信息，并将这些信息传输到体外，链接层信息系统来完成没体外信息的交互。最针다，用AI技术来解读这些信号，从而将电信号转化为可以识别的指令。这三个环节分别由材料科学，电子系统和AI来完成。 Q：大脑产生的各种信号是如何区分的？例如支配语言的信号，肢体动作的信号，这之间采取什么算法或技术来进行区分？ A：大脑产生的信号可以大致分为三类，第一类为感知信号，这种信号可以通过人们对视觉输入的反应进行解读。第二类为运动信号，这些信号可以通过AI进行分析，解析出手部，脚部以及舌部的动作。第三类为基于脑状态的信号，如睡眠状况等，可以实时监测个体的脑状态。这三类信号都是借助算法和技术进行区分的。 Q：清华大学的半侵入式脑机接口方案的发展如何？具体是申请二类还是三类的设备注册证？后续商业化的计划是什么？ A：清华大学的脑机接口方案是类三设备。具体的注册类别将取决于临床终点的设定。对于脑接口，我们维持的观点是，其主要表现是功能，该设备的信息解读和具体疗效将取决于医生的使用。关于商业化，未来的方向也将是功能化。咱们目前在国内需改变以药品管理流程来应用于医疗器械的现状，对于脑接口等器械的管理，我们希望能够有所改进。 Q：脑机接口这个产品在商业化的过程中，是否存在产品难以标准化的问题？ A：脑机接口的信号链路是完全一样的，唯一的差别在于安装的具体软件可能会不同。适用于不同应用的“软件”或程序可能会有所不同，但其主要功能仍是一样的。 Q：友创电极进行临床试验是否需要中国药监局的审批？ A：要进行临床试验，必须通过药监局的审批。比如像马斯克的全新电极设计，审批过程可能会复杂一些，而像瑞士洛桑理工的产品，其电极设计已经得到过审批，所以审批过程相对会简单一些。 Q：对于基础科学来说，人类对于意识有何理解和研究突破？ A：马斯克的目标并非在于研究意识本身，而是希望缩小人与机器之间的交流鸿沟。在未来的社会，AI的能力可能与人类相当，甚至超过人类。这时候，如果人类无法高效地与AI进行交流，就可能会被AI忽视，而能与AI快速交流的人，则可能形成新的社会优势，这便是所谓的“超人”。 Q：请问脑机接口设备的审批流程是怎样的？关于它的审批，具体是依照怎样的政策？ A：目前脑机接口设备的审批流程并没有很明确的规定，药监局还在讨论具体的审批方式。清华等地已经取得一些快速通道和准入资格。关于临床实验中应用的动物种类，如直接从大动物实验进入人体实验，是否省略非人灵长类动物实验，这些都是正在讨论中的问题。此外，现阶段尚未有形成统一的伦理指导方案，关于哪类人群适合做无创，有创等等的问题都是需要明确的。 Q：在实际应用中，脑机接口设备的使用稳定性如何？ A：对于Greengate公司插入的50个设备，六个月后设备性能就开始下降，原因是其电极被疤痕组织包裹。很多产品使用一年多就需要取出来。最长的设备使用时间可能只有五年。对马斯克的设备使用时间长短持疑。如果插入设备的性能没有大幅度提升，人们可能会选用无创的设备。 Q：目前，临床研究终点与最终电极在人体植入的使用时间没有太大的关系，对吗？ A：是的，绝大多数的电极只需要在人体内工作一年就已经能够产生价值，暂时不考虑更长期的使用。马斯克的设备能否大规模植入数千万人，这个仍然需要一段很长的时间验证。 Q：舌头动作的识别如何实现？ A：舌头动作的信号识别目前还比较有限，可以识别50个英文单词，但并不能完全达到自由对话的程度。根据具体问题环境，通过舌头动作的解释与回答，实现了有限的对话。 Q：关于脑机接口设备的技术进步，能否给我们一个大致的预估和比较？ A：在脑机接口的技术发展中，我们可以观察到每十年设备性能翻四倍的趋势。这一趋势被我们称为脑接口的摩尔定律。五年之内也会有较大的进步。但是，这种突破性技术迭代与马斯克设备的大规模商业化还是有区别的。 Q：目前主流的信号处理技术有哪些？ A：我们的视觉脑机接口主要解决空间和时间的信号识别问题。清华认为时间信号更重要，所以我们的这个方法一直在领先地位。