腦機介面(BCI)已經唔再只係戴住 EEG 頭箍,用意念揀游標咁簡單。新一代系統正朝住 更豐富的感測、更多模態的解碼,同埋閉環回饋 發展:系統先讀取訊號,再轉化成動作或治療;量度結果後,再調整下一步。
呢個方向對復康尤其重要。復康用嘅 BCI 唔需要解碼每一個念頭;關鍵係能否可靠地支援一項可量度、有臨床意義嘅訓練。
核心取捨:訊號質素對手術負擔
與其將 BCI 分成互不相干的類別,不如當佢係一條連續光譜。
| 類型 |
訊號喺邊度量度 |
精確度與訊號質素 |
是否要手術 |
重用與便攜性 |
| 非侵入式 |
頭骨外,最常見是 EEG;亦包括 fNIRS、MEG、MRI 和新興超聲方法 |
最少直接接觸神經活動;EEG 時間反應快,但受頭骨與組織影響而空間上較模糊 |
不需要 |
EEG 可重用、可穿戴;MRI、MEG 則屬設施型設備 |
| 半侵入式 |
通常放喺腦表面或附近,但不刺入腦組織 |
一般較頭皮量度強,空間特異度更高,亦能覆蓋較大皮層範圍 |
要做顱骨手術 |
植入系統屬個人專用;外置部分可有一定流動性 |
| 侵入式 |
腦組織內 |
最有潛力做到高特異度的精細動作或語音解碼 |
要進行穿透性神經外科手術,並須長期管理植入物 |
屬個人專用,便攜程度視乎植入及外置硬件而定 |
EEG 依然係最實用的非侵入式主力,因為相對低成本、反應快,而且可做成穿戴裝置。不過,它的限制亦很根本:頭骨和組織會令訊號擴散;電極接觸狀態會變;身體活動會帶來雜訊;不同人、甚至同一個人不同日子的訊號都可能有差異。
所以,解法唔係單純加多幾粒電極。新系統愈來愈多將神經訊號,配合眼球追蹤、肌電圖(EMG)、行為情境或其他影像訊號一齊分析。目的係減少模糊位,並令解碼模型可以因應個人的生理狀態和訊號漂移作調整。
功能超聲有潛力,但未係消費級頭戴裝置
功能超聲(fUS)量度的是與神經活動相關的腦血流改變,提供了有別於頭皮電訊號的讀腦方法,並可高解像量度腦血容量變化。一項閉環研究中,研究人員從兩隻恒河猴的後頂葉皮層串流 fUS 數據,解碼牠們的眼部及手部動作計劃。
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但呢個唔代表 fUS 目前已可直接取代 EEG。fUS 是間接的血流動力學訊號,時間解析度相對慢,大約為 2 至 10 Hz;而現有 BCI 研究要取得高質素數據,通常需有顱骨窗口及/或具聲學穿透性的顱骨植入物。
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換句話講,最矚目的 fUS BCI 證據,多數更接近微創或硬膜外研究配置,而唔係隔住完整頭骨就可日常佩戴的裝置。它仍有重要位置:在需要空間細節與大範圍腦區覆蓋時,fUS 或可補足電生理方法;至於可攜、可反覆使用方面,EEG 暫時仍較可行。
閉環回饋:由「解碼器」變成治療系統
閉環 BCI 並唔止分類使用者意圖。它會將偵測到的腦狀態接駁到某種輸出,例如虛擬肢體、機械裝置、感覺回饋或刺激治療,然後利用使用者的反應,改善訓練或調整療法。
回饋可以實質影響表現。一項涉及 15 名健康參與者的研究發現,持續回饋訓練令平均 BCI 控制準確率由 55% 升至 70%。
23 呢個結果值得鼓舞,但唔應該當成已證明在病人身上有長期臨床效益。要成為臨床產品,系統仍須對比合適的標準照護,證明可以改善功能、復原或生活質素。
幾個近期里程碑:不同方向的 BCI 進展
MRI 型 BCI:臨床與研究基建
天津大學與聯影醫療發布 uMR ShenGuan,開發方形容它為全流程 MRI 腦機介面平台,涵蓋訊號採集、解碼、神經調控及療效評估。
1 它的重點在於「讀取—寫入—驗證」閉環:把影像與解碼,連同 MRI 引導的調控及效果評估,整合在同一個臨床研究環境。
不過,MRI 昂貴、不能移動,而且操作要求高,與可攜式人機介面是兩回事。短期而言,它較可能用於神經科學研究、個人化評估及臨床神經調控,而非日常免手操作電腦。
武漢一宗已報道的半侵入式視網膜介面個案
2026 年 8 月的傳媒報道指出,武漢大學人民醫院為一名視網膜色素變性患者,把刺激晶片放入鞏膜(即眼白)外側的小囊袋,過程不穿透眼球。報道稱,患者其後可辨認數字、文字與物件,並利用智能眼鏡導航;有關工作被形容為高解像半侵入式視網膜 BCI 應用。
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這仍是一宗早期、經報道的臨床個案,並非已獲獨立重複驗證、可廣泛恢復視力的長期證據。其安全性、耐用程度、實際視覺功能,以及能否應用於更廣泛患者群,仍要靠同行評審的後續研究和更大規模臨床試驗確認。
獲監管批准的植入式運動功能補償
非侵入式與植入式 BCI 的分野,在商業化上同樣關鍵。根據復旦大學資料,中國國家藥品監督管理局在 2026 年批准 Neuracle 的 NEO 植入式手部運動功能補償系統。
34 這說明了另一條臨床轉化路徑:對嚴重運動障礙人士來說,若預期功能收益足夠大,便有機會值得承受手術負擔。
點解醫療復康最有機會率先做大?
相比大眾消費型 BCI,復康具備幾項關鍵條件:
- 用戶與目標清晰: 中風、脊髓損傷及運動障礙,都有具體的功能訓練目標。
- 效果可以量度: 臨床人員可評估任務表現、依從性及功能變化,而唔係只睇離線分類準確率。
- 可在受監督流程使用: 診所可容納配戴、校準及治療師跟進;這些步驟對一般消費者產品未必可以接受。
- 回饋機制有實用價值: 可把運動想像配合 VR、機械人、手套、刺激或其他回饋,令重複訓練更投入、更有針對性。
商業門檻並唔係做到無限制「讀心」,又或者完美控制機械手;而係提供可重複驗證的價值:系統要足以改善訓練、參與度或功能結果,先有理由讓醫療機構採用、通過監管並納入付費模式。
睡眠、AR/VR 與「雙手忙住」的工作:有機會,但舉證更難
睡眠及腦狀態產品,日後可受惠於高頻率的家居使用,潛在方向包括睡眠分期、疲勞評估、行為指導及閉環感官干預。不過,消費級訊號要面對每晚狀態、不同用戶、藥物影響、共病及一般家居環境的變化。一個吸引的數據儀表板,不等於已帶來有臨床意義或可改變行為的成果。
人機介面較可能先在傳統輸入方式受限的利基場景出現:
- 癱瘓人士輔助: 在溝通、游標控制、環境控制及運動功能補償方面,當替代方案有限時,價值可以很高。
- 雙手忙住或安全敏感工作: 神經訊號更可能是語音、視線、實體控制及電腦視覺的補充,而唔係完全取代它們。
- AR/VR 與無障礙應用: 感知注意力的介面及神經回饋,短期內較「全民意念操控電腦」更實際。
- 具身 AI 與機械人: BCI 可提供較高層次的意圖或使用者狀態,視覺、語音及傳統控制則處理大部分即時操作。
決定商業化的,係執行與證據
最後勝出的,不會只係感測器最有噱頭的系統,而係能夠在現實世界穩定改善成果的系統。關鍵包括:
- 工程可靠性: 舒適度、接觸穩定、抗動作干擾、校準時間短、低誤觸率,以及跨日表現穩定。
- 臨床驗證: 要有對照研究證明持久的功能益處,而唔係只展示實驗室準確率。
- 監管與工作流程配合: 醫療器械品質制度、網絡安全、臨床人員易用性及可行的支付渠道,都缺一不可。
- 持續使用率: 用戶必須感受到清晰、持續的價值;一件示範時好用、但平日不會戴的裝置,難以規模化。
- 數據管治: 神經數據可能同健康及身份特徵有關。知情同意、數據最小化、安全保障、模型更新控制及限制二次使用,都是建立信任的核心。
因此,首個大型 BCI 市場最可能仍是醫療復康。非侵入式 EEG 系統現時已可在這裏創造價值;fUS、MRI 整合平台及植入式裝置,則分別向不同技術前沿推進。長遠而言,真正的贏家不會只靠「訊號最先進」,而係能夠可靠改善真實生活結果。