眼睛一闭一睁,微信小红点提醒您有200+条信息未回复,面对如此之多待处理内容,懒得打字、懒得发语音......“如果可以不动手、不动嘴,仅靠意念回复就好了......”


“希望未来我可以操控自己的身体,回到正常人的生活......”这是来自严重脊髓损伤、四肢瘫痪患者十余年来的“意难平”,如何“逆天改命”?


坐在椅子上的小猴子,双手未动,它怎么通过控制机械臂抓取视线前方的草莓?


如果在当前科研项目中评选“最科幻技术”,脑机接口必然榜上有名。

脑机接口技术作为大脑与外界设备沟通交流的“信息高速公路”,是新一代人机交互与人机混合智能的前沿技术。

简单而言,脑机接口就是捕捉大脑电信号的微妙变化,解码大脑意图,实现“意念”控制“动作”,不动手也能隔空操控机器。

那么,“脑机接口”技术的应用前景如何?当下北京“脑机接口”领域有何尝试与进展?跟随小编一起走进未来健康领域,在近日的“新质生产力看北京”——脑科学与脑机接口主题集中采访中找到答案。

人类大脑,数百亿个神经元彼此相连,复杂且精密,与宇宙一样,因为重量只有1000多克,大约3磅,人类大脑被科学家们形象地称为“三磅宇宙”。正在快速发展的脑机接口技术为人类了解自己的大脑打开了一扇窗口。

脑机接口分为侵入式和非侵入式两大类,两者的区分在于是否将电极或芯片植入大脑内部。目前,侵入式脑机接口在信号采集质量、空间分辨率和神经调控精度方面,具有天然的显著优势。但同时面临涉及学科多、研发链路长,系统集成攻关和临床安全性方面等诸多挑战。

在天坛医院的活动现场,小编看到偏瘫患者李亮(化名)戴上脑电信息采集帽,穿上机械手外骨骼,通过脑电信号指令,“指挥”机械手臂运动。大脑在控制外部设备的同时,手部的动作也会反馈至大脑神经,形成闭环,促进神经功能修复。

“大约30%的脑卒中患者会出现不同程度的后遗症。患者的运动神经环路损伤后,常规的康复手段只能恢复部分功能,而脑机接口技术能跨越患者自身受损的神经,实现功能替代。”天坛医院神经外科学中心主任医师杨艺介绍。

据了解,经过近1年的康复训练,李亮已经重回工作岗位,担任软件工程师。

也就是说,在不久的将来,脑机接口能给你一个用意念直接交流的未来,甚至让偏瘫患者们得到某种程度的“机械飞升”。

现场,小编还看到了脑控轮椅、脑机接口正念冥想系统、脑机接口专注力训练系统、脑机接口AI鼠标、脑机接口脑控打字、多模态脑机接口智能康复平台等多种天坛医院脑机接口联合研发产品的展示。

北京脑科学与类脑研究所和北京芯智达神经技术有限公司联合研发的北脑一号、北脑二号,也在此次主题采访中展现了最新进展。

“目前“北脑一号”已完成百通道-千通道数高密度柔性脑皮层电极的研发,已在小动物上植入超过了半年,电极阻抗和信号质量具有长期稳定性。预计在2025年初,‘北脑一号’的无线全植入微系统的研发和工程集成,进入人体长期植入和解码的临床研究阶段。我们与天坛医院、宣武医院、三博脑科医院等临床机构深度合作,已开展六项临床研究,全部获得医院伦理批件并开展患者招募。”北京芯智达神经技术有限公司业务发展总监李园介绍。

“北脑二号”则在国际上首次实现了非人灵长类对二维运动目标的脑控拦截。

 在现场展示的视频中可以看到,坐在猴椅中的小猴子,专心地盯着眼前的一块屏幕,起心动念之间,屏幕上的圆形图标按照它的意愿移动着。

这源于“北脑二号”三大我国自研核心组件之一——高通量柔性微丝电极。

在猴子颅内,已经植入神奇的细丝。这根细丝,与千通道高速神经电信号采集设备,以及我国科学家在国际上首创的基于前馈控制策略的生成式神经解码算法一起,为脑机接口提供了一款“中国造”。

细丝一样的柔性电极作为“传感器”,需要精准捕捉尽可能多的脑电信号。算法则要扮演出色的“翻译官”,把大脑意图解析得明明白白。

该系统已经在猕猴颅内稳定植入一年,除了电脑屏幕上的光标,这套系统还可以控制机械臂,完成动态目标的脑控拦截抓取。

“下一步,我们将把无线全植入的高通道高性能脑机接口系统推向临床,帮助因脊髓损伤、脑卒中、渐冻症等导致的运动、语言失能患者实现功能重建,提高生活质量。”北京芯智达神经技术有限公司业务发展总监李园介绍。

目前,脑机接口已列入北京市重点产业。北京在脑机接口领域开发了千通道级的柔性微丝神经电极、脑机接口专用芯片、高精度低延迟的中文实时神经解码系统、基于皮层脑电的运动和语言实时解码模型等。

“2024年第三轮医药健康行动计划正式印发实施,在不断深化改革的同时,积极统筹谋划、系统布局新质生产力,明确提出聚焦细胞与基因治疗、脑机接口、合成生物制造等新兴领域,加快布局科技攻关项目,催生具有颠覆性、引领性的科学发现和技术突破,塑造新优势。”北京市科委、中关村管委会有关负责人表示,下一步,北京市将加紧推动相关政策落地与实施,培育壮大细胞与基因治疗、脑机接口、合成生物制造未来产业,加快形成新质生产力。

下一期,《新质生产力看北京》将与您分享在“细胞与基因治疗产业方向”领域的最新探索!敬请期待!


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