脑机接口时代正在到来

脑机接口时代正在到来

发布时间:2024-04-19 20:42:30    作者:rng电子竞技俱乐部官网

  日前,中国科研团队宣布全球首例无线微创脑机接口临床试验成功:清华大学医学院教授洪波团队设计研发了无线微创植入脑机接口NEO技术;首都医科大学宣武医院院长赵国光、主任医师单永治团队,与清华大学在2023年10月24日合作进行了首例临床植入试验。手术后,一位四肢瘫痪14年的患者在接受居家脑机接口康复训练后,实现了自主喝水等脑控动作。

  1月29日,美国特斯拉公司首席执行官、太空探索技术公司首席执行官埃隆·马斯克宣布脑机接口“手术成功”的新闻也引发国内外关注。

  马斯克在社交平台上写道:“昨天(1月28日),第一位人类患者接受了来自‘神经连接’公司的植入手术,目前恢复良好。初步结果为,神经元尖峰检测很有前景。”马斯克将第一个产品命名为“心灵感应”,当大脑植入设备后,只需意念就能控制手机、电脑等“几乎所有设备”。“想象一下,斯蒂芬·霍金的沟通速度也许能比打字员或拍卖师更快。这就是我们的目标。”马斯克说。

  大脑的信号从内到外可以分成3个层次:神经细胞放电,颅内脑电,借用脑电帽采集到的头皮外脑电波。洪波打了一个比方:假设一个屋子里坐着10个人,每个人代表着一个神经细胞,要接收神经细胞的信息能够最终靠“麦克风”获取,马斯克团队的产品相当于在每个人的面前放置了一个麦克风,“收音”效果好但存在“占地面积”大、耗能高等问题;借用脑电帽采集的头皮外脑电波方案,则是将麦克风放置在门外,那么接收到的信号就会很模糊,受到很多噪声干扰。

  在宣武医院,院长赵国光向中青报·中青网记者展示了目前市面上几种主要的脑机接口产品。其中,“头皮脑电”为非植入式脑机接口,临床优点是无创,但敏感性和解剖空间定位较弱;“颅内皮层电极”将电极置入颅骨下大脑表面,常用于癫痫患者的大脑皮层;“犹他电极阵列”将电极深入脑内,大多数都用在治疗语言、运动的损伤,但弊端在于,患者需要长期在医院训练,无法在极短的时间内回归家庭。

  洪波打了一个形象的比喻:如果把大脑比作一个熟鸡蛋,剥开鸡蛋壳之后,还有一层白色的保护膜,相当于大脑的硬脑膜,可保护大脑环境不受外界干扰,细胞不受损伤。把电极放在硬脑膜上,将329个零件放在硬币大小的钛壳之中。两枚硬币大小的脑机接口植入高位截瘫患者颅骨中,采集感觉运动脑区神经信号,实现手部抓握动作的解码。

  无线微创植入脑机接口NEO系统及其体内机(合成图片)。清华大学医学院供图

  “我们挑战的不是一般疾病,是人类目前没有解决方案的部分疾病。”赵国光说,要在人身上装上脑机接口,难点在于能采集到信号,还要让信号“解码”语言、运动、意识。他说:“这是挑战不可能。”

  实际操作时,洪波和赵国光团队首先采用功能磁共振成像技术,完成运动感觉脑区定位,精准捕捉右手想要运动时的大脑激活区信号,再根据捕捉的位置精准设计电极植入的接触点。正常的情况下,人脑“指挥部”能够直接调集身体各“连队”,而对脊髓损伤患者来说,“中间的道路阻断了,‘指挥部’喊出口号,我们要通过技术打通阻断的部分,接上信号”。

  洪波曾带领团队开展了3年的动物实验。在猪的身上安装电机和体内机后,经过1000多天测试,验证仪器对猪脑膜以下的神经组织不会造成损伤,还可以稳定采集猪大脑中传递的神经信号。直到无线微创脑机接口的临床试验在上海市药品监督管理局备案,并于2023年5月在宣武医院通过伦理审查,他们才开始在人体上进行小规模的临床试验。

  2005年,雷·库兹韦尔在《奇点临近》一书中预测,“随着纳米技术、生物技术等呈几何级数加速发展,未来20年中人类的智能将会大幅度提高,人类的未来也会发生根本性重塑。”这位脑洞大开的天才提出了“奇点”的概念,认为未来技术变革会撕裂人类历史结构,克服生物进化的限制。

  2023年8月,工业与信息化部等四部门印发的《新产业标准化领航工程实施方案(2023-2035年)》提到:要开展脑机接口标准化路线图研究。加快研制脑机接口术语、参考架构等基础共性标准。开展脑信息读取与写入等输入输出接口标准,数据格式、传输、存储、表示及预处理标准,脑信息编解码算法标准研究。开展制造、医疗健康、教育、娱乐等行业应用以及安全伦理标准预研。

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