【原创】虚之实科技曹璐:非侵入式脑机接口如何从情绪与认知解码走向闭环干预?

作者:电子创新网张国斌

在脑机接口领域,运动意图解码、语言解码等方向已经受到广泛关注,但情绪与认知状态的识别和干预,可能是另一条更贴近大众脑健康需求的技术路径。

在11月13日召开的2026南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛上,杭州虚之实科技有限公司CTO曹璐发表了题为《非侵入式脑机接口:解码情绪与认知,重塑大脑健康》的演讲,介绍了公司围绕沉浸式脑机接口构建的技术体系。其核心思路是:借助虚拟现实(VR)营造可控的任务环境,诱发特定脑状态,再通过脑电信号识别、分析和反馈,形成从状态识别到干预调控的闭环。

与单纯采集脑电、分析脑电的传统思路不同,虚之实希望把脑机接口从“测量工具”进一步变成能够参与干预的系统。

从脑电采集到闭环调控:让大脑状态成为干预依据

脑机接口的基本流程通常包括信号采集、信号处理、特征提取、状态解码和反馈控制。曹璐介绍,虚之实的技术路线并不止于采集脑电信号,而是将VR场景引入其中,为脑状态识别和干预提供相对统一、可控的任务环境。

具体而言,系统首先通过虚拟现实场景设计任务,诱发受试者进入特定的认知或情绪状态;随后采集脑电信号,对相关神经活动进行处理和特征提取,再结合任务事件与行为表现进行综合解码。系统根据解码结果调整后续任务或干预方式,再次采集反馈信号,由此形成持续迭代的闭环。

这一设计背后有一个重要判断:大脑对外部刺激的响应,并不是固定不变的,而是与当下的脑状态密切相关。同一种刺激,在不同状态下可能产生不同效果。如果不考虑受试者当时的脑状态,只按照固定程序安排训练或刺激,就很难实现真正意义上的个体化干预。

这也是虚之实强调VR场景的原因之一。

VR并非只是为了增加交互的沉浸感,而是希望通过任务、环境和刺激的标准化设计,让受试者进入相对明确的状态,并通过脑电采集判断目标状态是否真正出现。系统再根据识别结果调整任务和干预策略。

换句话说,VR负责创造可控的诱发条件,脑机接口负责识别大脑的实时响应,两者结合后,才有机会形成更具针对性的干预过程。

情绪与认知双核:脑机接口不只是识别,更要理解状态变化

从技术应用看,脑信号解码并不只有运动想象或语言解码。曹璐特别提到,情绪和认知状态的识别,需要把神经活动特征、任务事件以及行为表现结合起来分析。

这与运动意图解码存在一定差异。运动想象等任务往往有相对明确的目标和对应的神经活动模式,而情绪、注意力、认知负荷等状态更加复杂,也更容易受到个体差异、环境和任务条件影响。

因此,虚之实所探索的并不是简单地通过一组脑电数据给出情绪标签,而是尝试把状态识别嵌入连续的任务和干预过程:先判断受试者处于什么状态,再通过任务进行协同干预,最后观察大脑是否产生了持续响应。

曹璐将这种状态依赖的精准调控概括为三个维度:择态、择时、择量。

  • 择态:判断受试者是否处于适合干预的脑状态,而不是在任何状态下都执行同样的训练。

  • 择时:选择更合适的干预时机,并根据状态变化动态调整。

  • 择量:根据个体响应情况调整干预强度和持续时间。

尤其值得关注的是,闭环系统不仅需要判断什么时候开始干预,还要关注什么时候停止,以及停止之后大脑是否仍然保持相应变化。只有把干预前、干预中和干预后的反馈纳入评估,才有可能判断训练是否真正产生了持续效果。

这实际上将脑机接口的应用重点,从“能否识别某种脑状态”推进到“能否根据状态变化优化干预”。

从测量到自适应,逐步建立技术与数据体系

曹璐表示工程实现上,虚之实已经展示了脑机接口一体化设备样机,并希望通过硬件、软件、VR场景和算法的协同,减少单一技术模块之间的割裂。

曹璐介绍,公司研发路线分为四个阶段:测量、融合、闭环和自适应。

测量阶段重点解决脑电信号的采集和分析问题;融合阶段将脑电数据与任务、行为等信息结合起来;闭环阶段实现状态识别与干预反馈;最终则希望通过持续积累数据和优化算法,使系统具备更强的自适应能力。

其中,数据积累是重要基础。情绪和认知状态本身具有较强的复杂性,仅靠少量、孤立的脑电样本,很难支撑稳定的识别和个体化干预。尤其在医疗场景中,系统需要不断提高数据质量、标签可靠性和算法泛化能力。

从这个角度看,沉浸式脑机接口并不是简单地把脑电设备与VR头显组合起来。真正的技术门槛在于,如何建立标准化任务体系,如何获得可信的脑状态标签,以及如何验证干预前后的神经活动变化与临床效果之间的关系。

商业化先从医疗刚需切入,而非急于消费级普及

在产业布局方面,虚之实科技已经形成覆盖脑机接口相关诊断、康复和干预的产品与研发体系。曹璐介绍,公司成立于2016年,累计拥有80多项专利和软件著作权,合作单位超过1000家,并于2025年入选国家级专精特新企业。

目前,公司围绕非侵入式脑机接口布局了抑郁症、睡眠、认知康复等方向,同时也在推进沉浸式脑机接口相关产品的临床应用。演讲中提到,公司正在推进脑机接口相关三类医疗器械注册工作,并已与北京大学第六医院等机构开展合作。

不过,从技术研发走向规模化应用,脑机接口企业还需要回答一个现实问题:究竟应该先进入消费级市场,让更多普通用户使用,还是先在医疗领域建立可靠的疗效证据?

曹璐给出的答案比较明确:虚之实现阶段将临床渗透作为首要任务,优先围绕儿童神经发育、心理健康和神经康复等需求,在医院建立临床证据与服务能力,再逐步通过医院向家庭场景延伸。

这条路径的逻辑并不复杂。消费级脑健康产品可以较快触达用户,但如果缺乏可靠的效果评价,很容易停留在脑电监测、状态展示或体验式应用层面。医疗场景虽然对产品的安全性、有效性和合规性要求更高,推进周期也更长,却能够帮助企业建立真正有价值的临床数据和应用壁垒。

对于非侵入式脑机接口而言,能否在具体疾病和康复场景中证明干预效果,将直接影响其后续商业化空间。

曹璐表示,未来五年,公司将继续把临床渗透放在首位,先把疗效做出来,再逐步完善底层技术平台和应用体系。此外,公司也在探索海外市场,演讲中提及已与中东方面签署战略合作协议。

产业观察:非侵入式脑机接口的竞争,最终要落到疗效验证

从本次演讲来看,虚之实科技的技术路线有一个比较鲜明的特点:不把脑机接口局限于脑电信号采集和状态识别,而是尝试以VR作为标准化任务环境,将脑状态诱发、实时解码和反馈干预整合起来。

这也反映出非侵入式脑机接口产业正在探索的一个方向——从单点检测走向连续干预,从设备功能走向完整的诊疗与康复流程。

当然,情绪与认知解码仍然面临不少技术挑战。脑电信号容易受到个体差异、环境噪声和任务设计的影响,算法识别结果也不等同于临床诊断。尤其是抑郁症、睡眠障碍和儿童神经发育相关应用,最终都需要通过规范的临床研究验证其有效性和适用范围。

因此,虚之实提出的“择态、择时、择量”,能否转化为稳定、可重复的临床干预效果,仍需要更多数据和临床实践来回答。

但有一点值得肯定:当脑机接口开始关注干预过程中的实时反馈,以及干预结束后的持续响应,它所追求的就不再只是读懂大脑,而是尝试与大脑建立一种动态交互关系。这或许才是非侵入式脑机接口从技术展示走向医疗应用的重要一步。

注:本文为原创文章,未经作者授权严禁转载或部分摘录切割使用,否则我们将保留侵权追诉的权利。

👍 点赞 · 0