科研“新青年”｜意念控制，不是“魔法”是科学
海报制作：方金洋
新华社天津5月2日电（记者白佳丽）“再来一次，集中注意力，看能不能将瓶子拿起来。”医生的声音温柔又坚定。
因患病而无法握笔的脑卒中患者头戴脑电极帽，身背装有主控模块的可穿戴小“背包”，用自己的手指与佩戴在手腕上的“第六指”，小心翼翼地试着拿起桌上的瓶子。一次，两次，三次，随着瓶身慢慢离开桌面，患者脸上的表情从最初的沮丧，到难以置信，再到热泪盈眶。
一旁的王壮紧盯着患者和她手上佩戴的“第六指”，认真记录着数据变化。
天津大学神经工程团队成员王壮正在展示“神工-灵犀指”。新华社发（隋福毅摄）
这个颇具科幻感的“第六指”，是来自天津大学神经工程团队研发的一款手指穿戴设备，也被叫做“神工-灵犀指”。通过非侵入式脑机接口技术，采集患者的脑电波，患者能够用“意念控制”这根“第六指”，不但能够成为失去手部活动能力卒中患者的“第六根手指”，还能唤醒患者的功能障碍中枢与外周神经系统，助力手部运动功能的康复。
“起名‘灵犀’，就是想表明通过脑机接口技术，大脑与‘断联’的手指依旧可以‘心有灵犀’。”王壮说。
26岁的王壮，是天津大学神经工程团队一名博士三年级在读学生，2019年下半年加入“神工-灵犀指”机器人系统的研发项目，见证了“灵犀指”从设想到临床的全过程。
“如果可以实现‘意念控制’，你最想做什么？我们选择帮助有需要的患者进行康复。”王壮说，但研究的过程是一个漫长且不断试错的过程，在项目研发时，王壮和老师同学们不分昼夜地待在实验室，探寻着人机交互的“无限可能”。
天津大学神经工程团队成员王壮在实验室。新华社发（隋福毅摄）
“脑卒中是威胁我国国民健康的主要疾病之一，多数患者伴有不同程度的肢体功能障碍，我们希望用技术给他们带去更多‘完整生活’的可能。”王壮说。
天津大学神经工程团队经过多年积累，脑机接口理论技术迎来持续突破。目前，该团队在脑机交互领域拥有世界最大专利池，专利国际占有率达10%以上。除“神工-灵犀指”之外，这支平均年龄只有35岁的团队还开发了“神工-神甲”外骨骼机器人、“神工-神心”抑郁症智能诊断机器人、神经重症脑积水精确客观诊疗系统等。
同样26岁的梅杰，也是从硕士阶段加入天津大学神经工程团队的科研项目，并通过近半年的刻苦攻关，让“脑控无人机”成为现实——戴上脑电极帽，紧盯电脑屏，无需双手操作，通过“意念”就可以控制无人机稳定穿越指定区域。
天津大学神经工程团队成员梅杰（右）正在实验中。新华社发（隋福毅摄）
“我们首次实现了利用非侵入式脑机接口对无人机进行前后、左右、上下，以及顺逆时针旋转等4个自由度的连续脑操控。这项技术将在人机交互领域有广泛的应用前景，如对远程目标进行搜索、环境巡查、异常监控等。”梅杰说。
为了测试校准“脑控无人机”的实用性能，梅杰曾在野外实验基地待了整整三个月。“在外人看来，我们每天都在重复着枯燥的实验流程，但实际上，科研就像‘种庄稼’一样，你的所有劳动都不会立马收获成果，需要一个漫长的开花结果的周期。”梅杰这样形容。
如今，在脑机接口科技创新的前沿，越来越多的年轻科研人开始“挑起大梁”，探索面向未来的可能性。
团队统计，由天津大学神经工程团队自主研发的三项成果被中国国家博物馆正式收藏，包括世界首款脑机接口编解码芯片“脑语者”、首次太空脑-机交互系统、首款人工神经康复机器人系统“神工一号”。2023年，天津大学神经工程团队作为国内最先从事脑机接口领域研究的团队之一，荣获“天津青年五四奖章集体”荣誉称号。
天津大学神经工程团队成员梅杰展示“脑控无人机”。新华社发（隋福毅摄）
这个“五一”小长假，王壮和梅杰依旧在岗位上进行着技术攻关。
“我从小就有一个‘医者梦’，因为一个患者背后就是一个家庭。我将继续应用前沿科技，为更多患者带来康复的可能。”王壮说。
“青年时期是从事科研的黄金阶段，我们将继续用技术跨越星辰大海，探索未知奥秘，将论文写在祖国最需要的地方。”梅杰说。（参与采写：隋福毅）