脑机接口技术的主流方案

在脑机接口技术领域，目前存在三种主流的技术方案：非侵入式设备、侵入式设备和半侵入式设备。

非侵入式设备是最常见的一种，其工作原理类似于戴在头上的电极帽。这种设备无需直接接触大脑，只需通过贴在头皮上的电极片就能记录和解读大脑的信息。尽管这种技术无创且安全性高，但由于其信号质量较差，容易受到头皮和头骨的干扰，因此其应用场景相对有限。

侵入式设备是马斯克的Neuralink公司所采用的技术方案。这种方案需要直接侵入大脑，整个过程相当复杂。首先，需要在病人的头骨上开一个小孔，然后将脑机接口镶嵌进去。Neuralink的脑机接口设备N1只有硬币那么大，但其内部的芯片上却带有64根导线，每根导线前端还带有16个采集信号的电极，总共有1024个电极。这些导线需要插入到大脑皮层里，且在插入过程中不能破坏周围的毛细血管。由于这个过程的精细程度超出了人工的能力范围，因此马斯克专门研发了一个手术机器人R1来完成这个任务。尽管这种侵入式技术方案能够获得更纯净、更直接、更深层的脑电信号，但其难度高、临床风险大，且可能引发人体的免疫反应，生成疤痕组织，导致电极的信号质量衰弱。

半侵入式设备是清华大学选择的技术方案。这种方案的脑机接口设备非常小巧，大约只有两个硬币的大小。通过微创手术，将设备放在头骨内部，电极覆盖在硬膜外，即设备只放在大脑和头骨之间的缝隙内，不伤害也不侵入大脑。这种脑机接口设备不带电池，非常轻薄，通过体外设备隔着头皮和头骨给体内设备供电，并接收脑内的神经信号。虽然这种方案采集的脑电信号没有侵入式设备强，但其信号强度和分辨率足以满足正常的功能使用。此外，其手术难度低、创伤小、易于康复，且降低了人体的免疫反应，因此是一种非常好的折中方案。

总的来说，每种脑机接口技术方案都有其优缺点。在应用层面，马斯克的侵入式方案相对滞后一些，而清华大学的半侵入式方案已经在临床实验中取得了显著的效果。