科幻電影里的“意念控制”距離我們到底還有多遠(yuǎn)?

兩個(gè)月前,被稱為“硅谷鋼鐵俠”的馬斯克宣布旗下Neuralink公司最新研發(fā)的腦機(jī)接口系統(tǒng)已在猴子身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),能讓猴子用大腦來(lái)控制電腦,如果FDA批準(zhǔn),將于2020年在人體上做試驗(yàn)。這意味著人類通過“意念”實(shí)現(xiàn)信息的傳輸將不再是夢(mèng)。

“未來(lái)已來(lái)。腦機(jī)接口已然成為技術(shù)上的新風(fēng)口?！庇袠I(yè)內(nèi)人士這樣評(píng)價(jià)道。

國(guó)外的腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭迅猛顯而易見,那么,國(guó)內(nèi)的腦機(jī)接口技術(shù)進(jìn)程發(fā)展得怎么樣了?近日,動(dòng)脈網(wǎng)有幸采訪到了國(guó)內(nèi)首個(gè)將腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)——博睿康科技(常州)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“博?？怠?,博?？礐EO黃肖山就旗下腦機(jī)接口產(chǎn)品及科研成果做了相關(guān)解讀。

腦機(jī)接口已逐步進(jìn)入應(yīng)用層面

腦機(jī)接口,又稱作“大腦端口”或“腦機(jī)融合感知 ”,它是在人或動(dòng)物腦與外部設(shè)備間建立的直接連接通路。

腦機(jī)接口是一項(xiàng)門檻高、要求復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,不僅涉及神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)工程等核心學(xué)科,還涉及材料科學(xué)、電子工程、等多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)支撐。

腦機(jī)接口基本的實(shí)現(xiàn)步驟可以分為兩步:一、信號(hào)采集,二、數(shù)據(jù)分析與反饋。腦機(jī)接口的分類有:有創(chuàng)和無(wú)創(chuàng)。

(圖注:SSVEP控制無(wú)人機(jī))

有創(chuàng)意味著接口直接植入到大腦的灰質(zhì),因而所獲取的神經(jīng)信號(hào)質(zhì)量比較高。但其缺點(diǎn)是容易引發(fā)免疫反應(yīng)和愈傷組織(疤),進(jìn)而導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量的衰退甚至消失。但不可否認(rèn)的是,“有創(chuàng)”獲得的腦電信號(hào)是最為直接的。

無(wú)創(chuàng)的腦機(jī)接口不進(jìn)入大腦,多以腦電帽的形式佩戴于人腦上,但由于顱骨對(duì)信號(hào)的衰減作用和對(duì)神經(jīng)元發(fā)出的電磁波的分散和模糊效應(yīng),記錄到信號(hào)的分辨率并不高,很難確定發(fā)出信號(hào)的精確腦區(qū)或者相關(guān)的單個(gè)神經(jīng)元的放電。

“有創(chuàng)比無(wú)創(chuàng)風(fēng)險(xiǎn)高,但捕捉的信息更準(zhǔn)確。目前,無(wú)論是有創(chuàng)形式還是無(wú)創(chuàng)形式的腦機(jī)接口,多應(yīng)用于醫(yī)療健康領(lǐng)域。此外,相比較于有創(chuàng)腦機(jī)接口,無(wú)創(chuàng)形式的腦機(jī)接口更易應(yīng)用于消費(fèi)電子領(lǐng)域。”黃肖山告訴動(dòng)脈網(wǎng)。

他指出,截止目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)腦機(jī)接口的研究接近半個(gè)世紀(jì)。國(guó)外技術(shù)較為超前的是BrainGate和Neuralink的“人腦”、Facebook的意念實(shí)時(shí)語(yǔ)音轉(zhuǎn)換等。

國(guó)內(nèi)的腦機(jī)接口雖然起步較晚,但目前在無(wú)創(chuàng)腦機(jī)接口領(lǐng)域已經(jīng)取得了舉世矚目的成就,博?？邓劳械那迦A大學(xué)神經(jīng)工程實(shí)驗(yàn)室,研發(fā)出了目前全世界通訊速率最高的無(wú)創(chuàng)腦機(jī)接口系統(tǒng),使中國(guó)在國(guó)際腦機(jī)接口領(lǐng)域占有了一席之地。

此外,在今年的世界大會(huì)“BCI腦控機(jī)器人大賽暨第三屆中國(guó)腦機(jī)接口比賽”中,來(lái)自天津大學(xué)的魏斯文以每分鐘在電腦屏幕輸出691.55比特(相當(dāng)于每分鐘輸出69個(gè)漢字)的成績(jī),創(chuàng)造了中國(guó)利用腦機(jī)接口技術(shù)打字的新紀(jì)錄。博?？地?fù)責(zé)為此次大賽提供腦機(jī)接口信號(hào)采集設(shè)備和數(shù)據(jù)分析平臺(tái)。

除以上突出成果外,作為國(guó)內(nèi)腦機(jī)接口技術(shù)的領(lǐng)頭羊,博?？翟卺t(yī)療領(lǐng)域的研發(fā)成果,也十分喜人。

為醫(yī)療賦能,博?？刀囗?xiàng)腦機(jī)產(chǎn)品陸續(xù)投入臨床

博睿康是國(guó)內(nèi)神經(jīng)科技領(lǐng)域的知名企業(yè)。依托于清華大學(xué)自主創(chuàng)新、國(guó)際領(lǐng)先的“腦-機(jī)接口”技術(shù),博?？抵铝τ谏窠?jīng)科學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)工程等領(lǐng)域的創(chuàng)新研究,為臨床神經(jīng)疾病診斷、治療與康復(fù)提供專業(yè)、完整的解決方案。

博睿康的核心團(tuán)隊(duì)由深耕腦機(jī)接口領(lǐng)域數(shù)十年的清華大學(xué)神經(jīng)工程實(shí)驗(yàn)室高科技人才,以及臨床神經(jīng)領(lǐng)域的醫(yī)療市場(chǎng)專家組成?？蒲腥藛T占了全公司人數(shù)的一半以上。“早期我們專注于在實(shí)驗(yàn)室做技術(shù),從承擔(dān)國(guó)家十二五的科技支撐計(jì)劃之后,公司逐步邁向產(chǎn)品化進(jìn)程?！秉S肖山告訴動(dòng)脈網(wǎng)。

“近年來(lái),腦機(jī)接口在醫(yī)療健康領(lǐng)域應(yīng)用前景不錯(cuò),市場(chǎng)空間很大,且較為容易產(chǎn)業(yè)化。因此我們的研發(fā)重心也放在該領(lǐng)域?！秉S肖山介紹。

(圖注:智能同步中心-多參數(shù)同步器-無(wú)線腦電放大器)

公司自主研發(fā)的無(wú)線腦電采集系統(tǒng)、數(shù)字腦電圖機(jī)(已取得醫(yī)療器械注冊(cè)證)等產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于腦科學(xué)研究和醫(yī)療領(lǐng)域。高頻高導(dǎo)聯(lián)腦電采集系統(tǒng)、腦功能監(jiān)護(hù)儀等產(chǎn)品也已完成產(chǎn)品研發(fā),預(yù)計(jì)近期即可取得醫(yī)療器械注冊(cè)證。

“高頻高導(dǎo)聯(lián)腦電采集系統(tǒng)用于神經(jīng)外科手術(shù)輔助定位,其通道數(shù)、采樣率等核心指標(biāo)已達(dá)到甚至超越國(guó)際一線產(chǎn)品。”黃肖山表示,作為科技部“十二五”醫(yī)療器械重點(diǎn)專項(xiàng),目前此產(chǎn)品正在廣泛地普及當(dāng)中。

(圖注:高頻數(shù)字腦電圖機(jī)局部)

“下一步我們計(jì)劃擴(kuò)展腦機(jī)接口在治療領(lǐng)域的應(yīng)用,加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。”黃肖山說(shuō)道。

加速“腦機(jī)接口”介入神經(jīng)疾病診療,研發(fā)微創(chuàng)腦閉環(huán)反饋刺激系統(tǒng)

目前,博?？嫡谘邪l(fā)微創(chuàng)腦閉環(huán)反饋刺激系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用微創(chuàng)植入避免感染,滿足長(zhǎng)期使用,采集與刺激閉環(huán),實(shí)現(xiàn)智能調(diào)控;以治療癲癇病為例,即通過在癲癇發(fā)作前的特征信號(hào)預(yù)警,觸發(fā)電刺激,從而達(dá)到抑制癲癇發(fā)作的成效。

“這項(xiàng)技術(shù)將于近期完成動(dòng)物試驗(yàn)?！秉S肖山補(bǔ)充道,微創(chuàng)腦閉環(huán)反饋刺激系統(tǒng)已獲得科技部十三五重點(diǎn)專項(xiàng)支持。

此外,公司還在著手研發(fā)腦機(jī)智能主動(dòng)康復(fù)系統(tǒng),將適用于中風(fēng)等神經(jīng)疾病損傷康復(fù)、ADHD干預(yù)治療?！拔覀円呀?jīng)開展腦機(jī)智能主動(dòng)康復(fù)系統(tǒng)CFDA/FDA臨床試驗(yàn),預(yù)臨床試驗(yàn)效果顯著,期待未來(lái)投入市場(chǎng)?！秉S肖山說(shuō)道。

基于其強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力和廣闊的市場(chǎng)前景,博?？凳艿搅烁鹘缳Y本的青睞,獲得多輪融資。其中最近一次在2019年8月完成,融資金額高達(dá)6000萬(wàn)元人民幣。

黃肖山表示,在國(guó)內(nèi)腦機(jī)接口領(lǐng)域,博?？惦m已取得一定的成績(jī),但這對(duì)于博?？祦?lái)說(shuō),還只是開始?！白屇X機(jī)接口技術(shù)有更多的應(yīng)用場(chǎng)景落地,是我們不斷努力的方向。未來(lái)腦機(jī)接口的技術(shù)革新,將真正實(shí)現(xiàn)把科幻場(chǎng)景搬入現(xiàn)實(shí)?！秉S肖山說(shuō)。

最后,黃肖山告訴動(dòng)脈網(wǎng):“腦機(jī)接口的賽道足夠?qū)拸V,是一個(gè)可以用一輩子時(shí)間去做的事業(yè),期待中國(guó)的腦機(jī)接口技術(shù)與世界角逐?！?/p>

文 | 徐文娟

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