“我懂你”,這是來自腦機介面的深情告白......

日期:2024-10-29 17:16    來源:北京市科學技術委員會、中關村科技園區管理委員會

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  • 第2期海報
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  眼睛一閉一睜,微信小紅點提醒您有200+條資訊未回復,面對如此之多待處理內容,懶得打字、懶得發語音......“如果可以不動手、不動嘴,僅靠意念回復就好了......”

  “希望未來我可以操控自己的身體,回到正常人的生活......”這是來自嚴重脊髓損傷、四肢癱瘓患者十餘年來的“意難平”,如何“逆天改命”?

  坐在椅子上的小猴子,雙手未動,它怎麼通過控制機械臂抓取視線前方的草莓?

  如果在當前科研項目中評選“最科幻技術”,腦機介面必然榜上有名。

  腦機介面技術作為大腦與外界設備溝通交流的“資訊高速公路”,是新一代人機交互與人機混合智慧的前沿技術。

  簡單而言,腦機介面就是捕捉大腦電信號的微妙變化,解碼大腦意圖,實現“意念”控制“動作”,不動手也能隔空操控機器。

  那麼,“腦機介面”技術的應用前景如何?當下北京“腦機介面”領域有何嘗試與進展?跟隨小編一起走進未來健康領域,在近日的“新質生産力看北京”——腦科學與腦機介面主題集中採訪中找到答案。

  腦機介面闖入“三磅宇宙”,偏癱患者獲得現實版“哆啦A夢”

  人類大腦,數百億個神經元彼此相連,複雜且精密,與宇宙一樣,因為重量只有1000多克,大約3磅,人類大腦被科學家們形象地稱為“三磅宇宙”。正在快速發展的腦機介面技術,為人類了解自己的大腦打開了一扇窗口。

  腦機介面分為侵入式和非侵入式兩大類,兩者的區分在於是否將電極或晶片植入大腦內部。目前,侵入式腦機介面在信號採集品質、空間解析度和神經調控精度方面,具有天然的顯著優勢。但同時面臨涉及學科多、研發鏈路長,系統整合攻關和臨床安全性方面等諸多挑戰。

  在天壇醫院的活動現場,小編看到偏癱患者李亮(化名)戴上腦電資訊採集帽,穿上機械手外骨骼,通過腦電信號指令,“指揮”機械手臂運動。大腦在控制外部設備的同時,手部的動作也會反饋至大腦神經,形成閉環,促進神經功能修復。

“我懂你”,這是來自腦機介面的深情告白......

  “大約30%的腦卒中患者會出現不同程度的後遺症。患者的運動神經環路損傷後,常規的康復手段只能恢復部分功能,而腦機介面技術能跨越患者自身受損的神經,實現功能替代。”天壇醫院神經外科學中心主任醫師楊藝介紹。

“我懂你”,這是來自腦機介面的深情告白......

  據了解,經過近1年的康復訓練,李亮已經重回工作崗位,擔任軟體工程師。

  也就是説,在不久的將來,腦機介面能給你一個用意念直接交流的未來,甚至讓偏癱患者們得到某種程度的“機械飛升”。

“我懂你”,這是來自腦機介面的深情告白......

  現場,小編還看到了腦控輪椅、腦機介面正念冥想系統、腦機介面專注力訓練系統、腦機介面AI滑鼠、腦機介面腦控打字、多模態腦機介面智慧康復平臺等多種天壇醫院腦機介面聯合研發産品的展示。

  心有靈犀一“絲”通 北腦一號、北腦二號最新研究進展公佈

  北京腦科學與類腦研究所和北京芯智達神經技術有限公司聯合研發的北腦一號、北腦二號,也在此次主題採訪中展現了最新進展。

“我懂你”,這是來自腦機介面的深情告白......

  “目前“北腦一號”已完成百通道-千通道數高密度柔性腦皮層電極的研發,已在小動物上植入超過了半年,電極阻抗和信號品質具有長期穩定性。預計在2025年初,‘北腦一號’的無線全植入微系統的研發和工程整合,進入人體長期植入和解碼的臨床研究階段。我們與天壇醫院、宣武醫院、三博腦科醫院等臨床機構深度合作,已開展六項臨床研究,全部獲得醫院倫理批件並開展患者招募。”北京芯智達神經技術有限公司業務發展總監李園介紹。

  “北腦二號”則在國際上首次實現了非人靈長類對二維運動目標的腦控攔截。 

  在現場展示的視頻中可以看到,坐在猴椅中的小猴子,專心地盯着眼前的一塊螢幕,起心動念之間,螢幕上的圓形圖標按照它的意願移動着。

  這源於“北腦二號”三大我國自研核心組件之一——高通量柔性微絲電極。在猴子顱內,已經植入神奇的細絲。這根細絲,與千通道高速神經電信號採集設備,以及我國科學家在國際上首創的基於前饋控制策略的生成式神經解碼演算法一起,為腦機介面提供了一款“中國造”。

  細絲一樣的柔性電極作為“感測器”,需要精準捕捉盡可能多的腦電信號。演算法則要扮演出色的“翻譯官”,把大腦意圖解析得明明白白。該系統已經在獼猴顱內穩定植入一年,除了電腦螢幕上的游標,這套系統還可以控制機械臂,完成動態目標的腦控攔截抓取。

  “下一步,我們將把無線全植入的高通道高性能腦機介面系統推向臨床,幫助因脊髓損傷、腦卒中、漸凍症等導致的運動、語言失能患者實現功能重建,提高生活品質。”北京芯智達神經技術有限公司業務發展總監李園介紹。

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2024年10月29日