脑机界面（Brain-Computer Interface，BCI）是连接大脑神经系统与外部电子设备的技术，科技巨头、创业公司和研究机构都积极投入研发，于医疗、教育、娱乐等领域掀起革命性变革。近期无论硬件设计、信号处理或实际应用扩展皆有突破，本文盘点BCI主要进展，并说明应用潜力及挑战。
科技公司竞逐BCI医疗领域先机几家BCI技术领先的公司有Neuralink 、Synchron及OpenBCI等。Neuralink是马斯克（Elon Musk）创立，专注开发高精密植入式BCI设备，核心是名为N1 Link的植入式芯片，大小约25美分硬币，以开颅手术植入脑部神经组织后高速无线传输，将神经信号传至外部设备，可使脊椎受伤或渐冻症等瘫痪患者受益。2023年至今，Neuralink获美国FDA及加拿大官方核准做人体实验，朝实用化迈进。
Synchron与Neuralink最大不同在于，是类似血管支架的设备，从颈静脉送至大脑血管。Synchron技术不需开颅手术，为较非侵入性设备，风险较低。2022年至今，Synchron成功帮助十多名渐冻症等四肢瘫痪患者，用脑波控制收发信件和操作社交媒体，以及控制亚马逊（Amazon）Alexa数字助理拨打视频电话、放音乐和流媒体节目、控制灯光等智能家电设备。韩国三星电子也开发过集成BCI的智慧电视，能以意念选择频道或调整音量，方便行动不便者日常生活。
（Source：Synchron）
OpenBCI则推出名为Galea的头戴设备，结合脑波图（EEG）、心率变化（HRV）及其他生物数据，主攻沉浸式娱乐和健康监测等领域。侦测用户多项生理数据提供更个性化互动。此外，因模块化、实惠硬件设计及开放平台，广受研究社交媒体、开发者和业余爱好者高度赞誉。虽然传输信号不如植入性设备准确，但开放平台和较低价格，有助创新与普及。
（Source：Galea）
除了医疗及娱乐应用， BCI也进军教育领域，有助个性化学习。日本公司NeuroSky开发头戴式脑波仪MindWave，能根据脑波判断学生注意力程度，并即时反馈刺激，适用专注力训练与考试准备。Emotiv开发脑波耳机Insight，能即时监测学生情绪和专注度，并根据学生精神状态调整学习内容。如学生专注时提出更复杂题目，疲惫时减轻学习负担。
人工智能驱动BCI技术突破除了硬件设备，解读脑波信号是BCI实际应用的另一关键，人工智能正是近期BCI技术突破的核心驱动力。Meta开发基于深度学习的脑波解码系统，能经大脑活动识别单词或句子意义，可帮助失语患者重获沟通能力。美国BrainGate研究团队研发出能解读瘫痪者神经信号，并原音重现让系统“说”出他想表达的字句，成果刊登于《新英格兰医学期刊》。
BCI的挑战然而，BCI要实际应用仍面临许多挑战。数据隐私（data privacy）是最受关注的议题，如何保护用户脑波数据，避免被盗用或黑客攻击亟待解决；高精密设备的昂贵成本也限制普及性，无论医疗和教育推广皆有困难。此外，信号准确度和稳定性仍需优化，以支持更复杂应用。
将来预期预期未来，更多公司与研究员投入，BCI性能和应用性都将有更大突破。不久后的将来，BCI或成为人类与科技设备深度融合的核心工具，并孕育无数意想不到的创新应用。
（首图来源：Pixabay）
