12月23日，中央广播电视总台发布“2024年度国内、国际十大科技新闻”。此次“十大科技新闻”由总台联合科技部、中国科学院、中国工程院、中国科协、国家国防科技工业局、两院院士、科研院所和高校专家共同推选完成。脑机交互与人机共融海河实验室牵头研发的最新研究成果——“全球首个片上脑机接口智能交互系统”，与“全国科技大会”“嫦娥六号”“首艘超深水大洋钻探船‘梦想’号”等共同入选国内十大科技新闻榜单。

作为变革性人机交互技术，脑机接口这一概念诞生于1973年。历经半个世纪的发展，脑机接口领域已取得长足进展，正在从实验室演示阶段逐步走向实际应用阶段。2024年7月，脑机交互与人机共融海河实验室牵头，南方科技大学等科研团队协同合作，成功研发全球首个片上脑机接口智能交互系统，在人体外创造了一个有生物智能的“类脑器官”，实现了培养“大脑”对机器人避障、跟踪、抓握等任务的无人控制，完成了多种类脑计算的启发工作。作为脑机接口领域的一个重要新兴分支，片上脑机接口对于探索新一代生命体—非生命体融合交互，在混合智能、类脑智能、医疗康复等国家重大需求领域新应用方面具有重要的意义。

片上脑机接口分为“片”（电极芯片）和“脑”（体外培养脑组织）两个部分，通过类器官培养技术以及脑机接口编解码技术，利用耦合电极芯片，实现体外培养的生物“大脑”与外部机器之间的信息交互和智能控制。在体外培养的“大脑”是理想的生物智能模型，然而面临发育成熟度低、营养供给不足等瓶颈问题，以及因缺乏感官系统难以与外界进行信息互通成等关键技术难点。为此，脑机海河实验室围绕脑部中枢及视觉感知的功能模拟与工程应用开展了前瞻性平台建设。

针对片上脑中枢的构建模拟，团队深入探究细胞培养模式，证实了物理场促进人源性脑类器官生长发育的作用，目前已发布的片上脑接机口智能交互系统具有功能完备、虚实结合、实时控制、远程操控等特色，创新提出基于动量的神经信号解码模型，有助于提升控制稳定性和准确性；可在真实场景进行控制任务，并构建了场景的虚实同步联动；系统集成了人工智能孪生模型框架功能，可用于多种控制任务，并进行优化调控。

针对片上脑视觉感知的构建模拟，团队现已构建集中枢部件、传感部件、柔性芯片于一体的片上眼-脑神经信息交互模型，培养由视网膜原代细胞和视觉类器官构成的生物眼，并通过人工智能技术实现了对视觉输出信号的精准模拟和预测，模拟并增强生物眼与培养“大脑”之间的信息交互。整体技术突破了传统视觉修复与增强的局限，有望为视障患者提供革命性治疗方案，并开辟视觉技术“修复-增强-超越”的全新路径。

面向碳基-硅基融合前沿领域的发展趋势，以片上脑—机器人交互为核心的智能交互系统的开发，不仅是一次脑机接口领域的关键创新，更是未来混合智能发展的重要基石，还可作为体外“大脑”模型为生物智能生成机制的探索提供重要技术平台，通过深度挖掘任务态下体外“大脑”的感知、学习与记忆特性，将为中枢系统的神经修复、神经调控、类脑计算、药物开发等诸多领域注入全新的生物学灵感。