脑机接口将迈向“写脑”时代，神经科学成关键突破口
脑机接口正从“读脑”迈向“写脑”阶段，神经科学成为关键突破口。未来需破解大脑底层机制、神经环路、灵长类脑图谱及神经化学信号等难题，以实现精准信息写入与双向交互。
用大脑意念控制自己瘫痪的双手，让失语患者重新“开口说话”——在科学家眼中，这些炫酷的场景，其实只是脑机接口发展的第一阶段，也就是“读懂”大脑在想什么。在7月12日举行的2026未来科学论坛上，多位脑科学和脑机接口领域的专家指出，随着神经科学对大脑运行机制的认知不断加深，脑机接口将逐步从“读脑”阶段迈向“写脑”阶段，最终实现与大脑的双向信息交互。
北京脑科学与类脑研究所所长罗敏敏指出，过去十多年，脑机接口的快速发展，在很大程度上得益于工程技术的不断突破。电极材料持续升级，设备越来越微型化、高度集成化，再加上人工智能被广泛应用于神经信号解码算法，这些都让脑机接口的性能有了质的飞跃。
“不过，当前科学家对脑机接口的理解，仍然建立在早期神经科学的基础研究之上。”罗敏敏坦言，随着大脑工作的底层机制被一步步揭示出来，神经科学对脑机接口发展的推动作用，会变得越来越突出。
他进一步分析，一方面，对神经环路认知的深入，能帮助研究人员更精准地理解不同脑区到底承担什么功能。举个例子，在语言解码过程中，究竟是哪些脑区真正参与了语言产生？能不能通过多个脑区协同记录，进一步提升解码的精度和速度？这些问题的答案，都需要神经科学提供理论支撑。
另一方面，也是更关键的一点，脑机接口将从“读出”脑信号，逐步迈向“写入”信息的新阶段。“视觉假体、触觉假体，甚至通过精准神经调控来影响人的情绪，都属于写入式脑机接口。”罗敏敏说，和读取脑信号相比，要向大脑精准地“写入”信息，对神经科学提出的要求要高得多。
那么，“写脑”到底比“读脑”难在哪里？临港实验室脑机接口领域首席科学家李澄宇用视觉脑接口打了个比方：要刺激视觉皮层产生特定的视觉感知，关键问题并不只是怎么造出好电极，而是需要回答——哪些脑区需要刺激？刺激哪些类型的神经元？采用什么样的刺激参数？这一系列问题，本质上都是神经科学问题。更麻烦的是，人脑中超过70%的皮层都参与了视觉信息处理，这使得视觉信息的写入，远比读取要复杂得多。
“目前我们仍然处于非常早期的阶段。”李澄宇说。现在，科学家只能在初级视觉皮层诱发最简单的视觉感知——一种被称为“光幻视”的现象。它就像人被撞了一下之后“眼冒金星”，只能感知到一个个光点，根本谈不上是真正的视觉。而脑机接口要真正帮助失明患者重新看到五彩斑斓的世界，让他们能识别人脸、判断距离、感知物体形状，甚至理解情绪，还需要破解大量神经科学难题。
李澄宇介绍，他所在的团队近年来一直在开展灵长类脑图谱研究，发现了大量灵长类特有的细胞类型、分子分布和神经环路连接模式。这些基础研究的成果，将直接决定未来脑机接口的电极应该放在哪里，以及如何实现更精准的“读脑”和“写脑”。
除了电信号，大脑的信息传递还依赖复杂的神经化学信号。北京大学生命科学学院教授、博雅特聘教授李毓龙指出，目前大脑中的神经化学信号对人类来说，仍然是一个“黑箱”。他介绍，过去，神经化学信号的检测主要依赖离体细胞实验，很难实时观察活体大脑中的变化。不过，近年来随着新型分子探针等工具的发展，研究人员已经能够在活体内实时监测神经化学信号，甚至可以同步记录多种神经递质的动态变化。
李毓龙认为，未来如果能同时读取电信号和神经化学信号，人类对大脑运行机制的理解将会更加完整，而这也将为脑机接口提供更多新的突破方向。
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