一个装有脑电极的试验装置在距离地球数百公里的轨道上静静运转了数周。这听起来像科幻小说，但它就是中国刚刚完成的一项突破性实验，世界首次无线植入式脑机接口的太空在轨验证。
西北工业大学常洪龙教授和吉博文副教授带领的团队在2025年12月将一套脑机接口设备送上太空，搭载的是"迪迩五号·中国科技城号"空间试验器。这次实验要回答一个关键问题，那些在地球上能读取大脑信号的敏感电子设备，能否在太空的极端环境中正常工作。
答案是肯定的。在模拟体液环境中，这套设备在微重力、高辐射、剧烈温差的条件下依然保持了稳定的脑电图信号采集能力。这不仅证明了硬件的耐久性，更为未来的深空探索打开了一扇新门。
传统的脑电极是个麻烦制造者。它们通常由金属制成，刚硬、易腐蚀，而且与柔软的脑组织接触时容易造成损伤。长期植入后，这些电极周围会形成疤痕组织，信号质量急剧下降。在太空环境下，这些问题会被放大。
西北工业大学团队的解决方案是用碳基材料制造柔性电极阵列。这种三维锥形结构可以像皮肤一样贴合大脑表面的曲线和褶皱，与脑组织形成更好的接触界面。更重要的是，碳材料不会像金属那样氧化腐蚀，在体液环境中能保持长期稳定。
在动物实验中，这种新型电极的性能惊人。团队报告称，信号稳定性指标比标准金属电极提高了数百倍。除了记录神经信号，这种电极还能安全地进行神经刺激，即使在超高场强的磁共振成像仪中也不会发热或产生伪影。
这项成果在2026年1月底的第39届国际微机电系统会议上引起轰动，从全球400多篇高质量论文中脱颖而出，获得杰出学生论文展示奖。评委们认为，这种柔性电极不仅解决了脑机接口的长期植入难题，更为太空应用开辟了道路。
把脑机接口送上太空不是为了炫技，而是因为太空环境对人脑的影响远比我们想象的深刻。当重力消失，人体中的血液和脑脊液不再被拉向双脚，而是向头部聚集。这种"头侧体液转移"会导致宇航员出现面部浮肿、鼻塞、头痛，甚至视力下降。
更令人担忧的是长期影响。最近的研究显示，在国际空间站待了六个月的宇航员，大脑的脑室会明显扩大。脑室是充满脑脊液的腔室,它们的扩张可能压迫周围的神经组织，影响认知速度和大脑废物清除功能。有些宇航员返回地球后,这些变化需要好几个月才能恢复。
但是我们对这些变化背后的机制了解得还很不够。大脑是如何实时适应微重力的？神经元的放电模式会发生什么改变？哪些认知功能最容易受损？传统的研究方法只能在宇航员返回地球后通过影像学检查或行为测试来推断,就像看电影的结局来猜测剧情。
脑机接口改变了游戏规则。它可以实时监测神经活动,精确记录微重力环境下大脑的电生理变化。科学家们终于能够看到大脑是如何一步步适应失重的,哪些神经回路在调整,哪些功能受到影响。这些数据对于保护宇航员的认知健康至关重要,特别是在前往火星这样需要数年的深空任务中。
中国对脑机接口技术的重视程度超出很多人的预期。这项技术已经被正式列入六大"未来产业"之一,并纳入"十五五"规划。政府设定的目标很明确,到2027年将脑机接口融入医疗保健和制造业,到2030年建立全球领先的产业生态系统。
这种战略重视在世界范围内并不多见。虽然美国的Neuralink等公司在脑机接口领域备受关注,但那主要是私营企业的行动。中国则是从国家层面推动整个产业链的发展,从基础研究、关键材料、核心器件到临床应用,形成完整的创新体系。
2026年1月下旬在安徽蚌埠举行的脑机接口创新与发展大会,展示了这个产业的快速成长。从瘫痪病人控制机械臂,到渐冻症患者用意念打字,从注意力训练到睡眠改善,脑机接口的应用场景正在快速扩展。
但太空应用代表了这项技术的另一个维度。在地球上,脑机接口主要用于医疗康复或人机交互。在太空中,它可能成为保障宇航员健康和工作效率的必备工具。想象一下,未来的深空飞船上,每个宇航员都佩戴或植入脑机接口设备,实时监测认知状态。当系统检测到注意力下降或情绪异常,可以提前预警甚至通过神经刺激进行干预。
这次太空实验提供的数据价值巨大。它首次给出了脑电极在太空环境下的耐久性指标,包括温度循环、辐射暴露、机械振动对电极性能的影响。这些参数将指导下一代空间用脑机接口的设计。
更重要的是,实验验证了无线植入式系统的可行性。在太空中,任何需要有线连接的设备都会增加复杂性和风险。无线系统可以让宇航员自由活动,同时持续传输神经数据。这种便利性在长期任务中尤为关键。
当然,从轨道验证到真正应用在宇航员身上还有很长的路要走。植入式设备的安全性必须得到最严格的检验,手术风险、长期生物相容性、数据安全性都需要解决。但这次实验至少证明了技术可行性,为未来的发展指明了方向。
西北工业大学团队表示,他们的下一步计划是优化电极设计,提高信号采集的通道数和空间分辨率。同时,他们也在开发配套的数据分析算法,从海量的神经信号中提取有意义的生理指标。
从技术突破到太空验证,从国家战略到产业布局,脑机接口正在中国快速成熟。这项能够连接大脑和机器的技术,或许将在未来的星际航行中发挥不可替代的作用。当人类真正踏上前往火星的征程时,脑机接口可能已经成为飞船上的标准配置,默默守护着宇航员的认知健康。
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