
“腦機接口”正加速“接入”生活
期次:第1314期
作者:□央視記者潘虹旭代欽夫 查看:34
人類大腦,數百億個神經元彼此相連,復雜且精密,與宇宙一樣,大腦也是人類至今仍無法征服的未知世界,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”。如今,正在快速發展的腦機接口技術為人類了解自己的大腦打開了一扇小小的窗口,透過這扇窗,巨大的潛力已經展現在我們眼前。
在我國,高校是腦機接口研究的主力。1999年,清華大學科研團隊開發的腦機接口,實現了控制光標移動;2016年,在天宮二號和神舟十一號載人飛行中,天津大學科研團隊與中國航天員中心合作完成了人類首次太空腦-機交互實驗;2018年,清華大學腦機接口團隊為漸凍癥患者設計的中文輸入視覺腦機接口系統成功實現了用意念打字;2020年,浙江大學完成了國內第一例植入式腦機接口臨床研究。頻頻上新已到走出實驗室的關鍵時期“腦機接口”作為人類面向未來的創新科技,按信號采集方式不同,主要包括有創和無創兩種技術路線。我國高校對每一種技術路線都有探索,隨著實驗室成果的不斷積累,我國腦機接口科研已經進入了走出實驗室、邁向市場的關鍵時期。
在天津市環湖醫院,由天津大學神經工程團隊開發的穿戴式腦控外肢體手指機器人系統臨床研究已經開展了半年多,這個系統又被稱為“靈犀指”。“靈犀指”是天津大學研發的一種無創腦機接口康復系統,只要戴上腦電帽就可以通過讀取腦電信息來操控機器手指。目前的研究數據已經證實,這一系統能夠大大加速患者的康復進度。
取得突破首個片上腦機接口智能交互系統科學家們對“腦機接口”的探索遠不止于此,甚至比電影的情節更加科幻。在天津大學醫學院的一個實驗室,該學院教授李曉紅展示了他們團隊和南方科技大學團隊的最新科研成果——全球首個片上腦機接口智能交互系統。在這個系統中,“大腦”竟然是人工培養出來的。
片上腦機接口智能交互系統簡稱“片上腦機”,就是在電極芯片上培養出來的“類腦組織”,是腦機接口領域的一個重要新興分支?!巴ǔDX機接口用的是人或者是動物真實的大腦,但是片上腦機接口,它用的是體外培養的‘大腦’,就如同我們這個模型里面在細胞培養皿上面培養的這樣一個類器官,是采用生物技術和干細胞技術培養的,這就是我們和經典的腦機接口不一樣的地方?!崩顣约t介紹。
浸泡在營養液中的人工腦組織僅半粒小米大小,研究員通過超聲波給它下達指令后,它控制的小車開始慢慢移動,并能自主避開遇到的障礙?!八强梢酝ㄟ^去控制左輪和右輪的一些速度,它的一些方向,它的一些角速度來達到一些避障的效果,就是我們第一個完成的一個任務;第二個是我們還可以實現跟蹤;第三個是可以實現抓取?!崩顣约t說。
她還介紹,他們的片上腦機接口智能交互系統是全球首個開源的片上腦機系統,未來植入機器人中,機器人有望無需依賴人工智能算法等,就可以輔助人類完成特定任務。
推動科技成果轉化加速形成新質生產力腦機接口的技術成熟度不斷提升,已成為主要大國培育經濟發展新動能,打造競爭新優勢的未來產業。目前,腦機接口的產業鏈還處于初期發展階段,如何推動腦機接口科技成果轉化,加速形成新質生產力,一些探索已經開始。
2024年5月,國內首個面向腦機接口產業發展的專項基金——腦機海河實驗室基金正式發布,旨在建立創新投資模式,撬動社會資本支持腦機全產業鏈發展。天津大學醫學院副主任倪廣健介紹,腦機接口作為新興技術,實現產業化落地面臨諸多問題,比如相關政策法規的尚不健全、醫療器械證如何申請等。
針對這些問題,由天津市政府主導,天津大學等10多家單位牽頭建設的腦機交互與人機共融海河實驗室于2023年3月正式掛牌。
天津大學醫學院主任助理孟琳就是天津大學神經工程團隊的骨干科學家,腦機交互與人機共融海河實驗室成立之初,她就帶著自己主持研發的腦控外骨骼混合助行機器人項目加入進來。在這里,她得到了資金、醫療器械申請注冊、臨床研究等多方面支持?!搬槍ξ覀冡t療的產品的醫療器械注冊證的申請,還有我們的裝備的檢測都有優先處理的一個政策,加速我們相關產品的落地應用,期望今年年底我們能先拿到一個二類的注冊證?!泵狭毡硎?。
在天津市委市政府支持下,海河實驗室打通了科研創新、科技成果轉化、產業創新的接口,同時在科技成果處置權、使用權、收益權等方面賦予科研人員自主權。在天津大學神經工程團隊自主研發的20多個“神工”系列腦機接口醫療器械產品中,已有多個拿到了國家醫療器械注冊證。