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中邦脑机接口本领处于什么“方位”?

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本报记者 黄海华 黄杨子

当地时间1月29日,米国知名企业家马斯克在社交平台表示,其与多名科学家创办的脑机接口公司(Neuralink)完成芯片设备植入人类大脑,“目前(Currently)(志愿者)恢复良好”。

脑机接口如何达成人脑与机器交互?应用到健康(Health)人身上还有多远?我国的脑机接口技术处于什么“方位”?记者专访了上海科技(Technology)大学(University)计算认知与转化神经科学实验室主任李远宁、上海交通大学(University)医学院附属瑞金医院神经内科主任刘军。

恢复部分功能改善生活(Life)质量

当前,脑机接口技术主要应用于医疗领域,如神经类疾病(渐冻症等)、脑外伤等导致的运动和语言等功能障碍的替代和恢复。

刘军说:“脑机接口是建立一种连接,通过大脑皮层的意念来控制身体的其他组织。比如患者的左手瘫痪了,就是大脑皮层与手部神经的连接‘断’了,需要靠芯片重新搭起‘桥梁’。”

这一技术的应用对患者可谓是福音,“尤其是在老年退行性疾病、瘫痪等较为庞大的患者群体中,部分功能的恢复将极大改善其生活(Life)质量。”不过他也提到,这绝非单纯的医学问题,涉及诸如工科、计算机等交叉领域,也还有很长的路要走。“人的脑区很大,且各分区的功能不同,不同瘫痪患者的病因也不同,在临床推广中,将来仍有许多值得研究的新分支。”

2020年12月,瑞金医院脑机接口及神经调控中心成立,同时启动了难治性抑郁症脑机接口神经调控治疗临床研究,这是目前(Currently)全球关注的临床科研热点之一。第一代脑机接口治疗脑部疾病通过单向的电刺激来治疗,而新一代则采用脑机接口神经调控的新版芯片,能实时感知脑神经活动信号,并无线传输到外部设备,经人工智能软件分析处理随后反馈给芯片,再进行(Carry Out)精准的刺激调节。据悉,将来脑机接口技术在治疗难治性抑郁症上,有望达到闭环自动控制,设备自动调节脑电刺激。

脑机接口应用到健康(Health)人身上还有多远?李远宁说,因为涉及开颅等植入操作,脑机接口尤其是侵入式脑机接口技术,目前(Currently)尚无法应用于健康(Health)人群。但基于非侵入技术(如头皮脑电)达成大脑信息的读取和解码,已在健康(Health)人身上有一些简单的应用,比如对注意力、疲劳、睡眠等进行(Carry Out)监测,作为简单的娱乐(Entertainment)交互设备达成游戏(Game)控制,以及用于运动功能的辅助康复等。

我国脑机接口的“方位”

当下,脑机接口技术的应用存在哪些难点?在李远宁看来,首先是器件的安危性,很多器件涉及新材料在人体内的长期植入,这需要按照医疗器械标准进行(Carry Out)严格的安危性审查。

其次是器件和设备功能的稳定性,要看其能否长期稳定地获取神经信号,且不受大脑排异、运动等影响和干扰。

再次,脑机接口的信号采集以及解码技术很大程度上受制于神经科学理论的发展。“对于更高级别的认知过程,比如意念、记忆等信息,它们(They)在大脑中的存储、加工、计算方式仍有很多未知有待破解。如何通过脑机接口技术精确地读取并解码这些信息也有待进一步探索。”

“目前(Currently)脑机接口技术尚无规模化的产品,还处在非常初步的研发阶段,设备成本也很高,仍有很大的发展空间。”李远宁说。

我国的脑机接口技术处于什么“方位”?“总的来说,我国的脑机接口技术和产品处于发展和追赶阶段。”李远宁说,我们(We)与世界前沿特别是米国的相关实验室与企业存在一定差距,不过也在发挥自身优势和特点迎头赶上。

清华大学(University)、浙江大学(University)、天津大学(University)等科研团队已在脑机接口的技术和算法领域深耕多年,在世界上有一定的影响力。浙江大学(University)完成了国内首个基于Utah(犹他)电极技术的侵入式在体临床试验。清华大学(University)的团队近期也完成了基于自主研发的半侵入电极的脑机接口设备临床试验,而在语言脑机接口方面,李远宁所在的科研团队与复旦大学(University)附属华山医院合作初步达成了侵入式脑电到汉字语音的解码合成研究。

中国(China)脑机接口技术处于什么“方位”?

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