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腦機(jī)接口

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腦機(jī)接口(Brain-Machine Interface,BMI8;Brain Computer Interface,BCI4),指在人或動(dòng)物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接,實(shí)現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換。這一概念其實(shí)早已有之,但直到20世紀(jì)90年代以后,才開(kāi)始有階段性成果出現(xiàn)。1

腦機(jī)接口技術(shù)是一種變革性的人機(jī)交互技術(shù)。其作用機(jī)制是繞過(guò)外周神經(jīng)和肌肉,直接在大腦與外部設(shè)備之間建立全新的通信與控制通道。它通過(guò)捕捉大腦信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào),實(shí)現(xiàn)信息的傳輸和控制。

2023年,科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了可以將神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為接近正常對(duì)話速度的語(yǔ)句的腦機(jī)接口。全球首例非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物介入式腦機(jī)接口試驗(yàn)在北京獲得成功,促進(jìn)了介入式腦機(jī)接口從實(shí)驗(yàn)室前瞻性研究向臨床應(yīng)用邁進(jìn)。隨著腦科學(xué)、人工智能和材料學(xué)的發(fā)展,腦機(jī)接口技術(shù)的不斷進(jìn)步,它將在提高患者生活質(zhì)量、促進(jìn)個(gè)性化和精準(zhǔn)化醫(yī)療方面發(fā)揮重要的作用。152024年1月29日,首例人類接受了腦機(jī)接口公司Neuralink的植入物,目前恢復(fù)良好。初步結(jié)果顯示神經(jīng)元尖峰檢測(cè)(neuron spike detection)表現(xiàn)出良好的前景。18

2024年,中國(guó)團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)65000通道腦機(jī)接口芯片。25

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2024年8月2日,馬斯克透露,其腦機(jī)接口公司Neuralink成功將第二顆腦機(jī)接口芯片植入一名人類患者體內(nèi)。272025年2月17日,天津大學(xué)腦機(jī)海河實(shí)驗(yàn)室和清華大學(xué)集成電路學(xué)院聯(lián)合,開(kāi)發(fā)出一款基于憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件的“雙環(huán)路”無(wú)創(chuàng)演進(jìn)腦機(jī)接口系統(tǒng)。相關(guān)成果刊發(fā)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·電子》上。35

程序簡(jiǎn)介

腦機(jī)接口,有時(shí)也稱作“大腦端口”direct neural interface或者“腦機(jī)融合感知”brain-machine interface,它是在人或動(dòng)物腦(或者腦細(xì)胞的培養(yǎng)物)與外部設(shè)備間建立的直接連接通路。在單向腦機(jī)接口的情況下,計(jì)算機(jī)或者接受腦傳來(lái)的命令,或者發(fā)送信號(hào)到腦(例如視頻重建),但不能同時(shí)發(fā)送和接收信號(hào)。而雙向腦機(jī)接口允許腦和外部設(shè)備間的雙向信息交換。

腦機(jī)接口是一種在腦與外部設(shè)備之間建立直接的通信渠道。其信號(hào)來(lái)自中樞神經(jīng)系統(tǒng),傳播中不依賴于外周的神經(jīng)與肌肉系統(tǒng)。常用于輔助、增強(qiáng)、修復(fù)人體的感覺(jué)–運(yùn)動(dòng)功能或提升人機(jī)交互能力。

在該定義中,“腦”一詞意指有機(jī)生命形式的腦或神經(jīng)系統(tǒng),而并非僅僅是“mind”?!皺C(jī)”意指任何處理或計(jì)算的設(shè)備,其形式可以從簡(jiǎn)單電路到硅芯片。

對(duì)腦機(jī)接口的研究已持續(xù)了超過(guò)40年了。20世紀(jì)90年代中期以來(lái),從實(shí)驗(yàn)中獲得的此類知識(shí)顯著增長(zhǎng)。在多年來(lái)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐基礎(chǔ)上,應(yīng)用于人體的早期植入設(shè)備被設(shè)計(jì)及制造出來(lái),用于恢復(fù)損傷的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)和肢體運(yùn)動(dòng)能力。研究的主線是大腦不同尋常的皮層可塑性,它與腦機(jī)接口相適應(yīng),可以像自然肢體那樣控制植入的假肢。在當(dāng)前所取得的技術(shù)與知識(shí)的進(jìn)展之下,腦機(jī)接口研究的先驅(qū)者們可令人信服地嘗試制造出增強(qiáng)人體功能的腦機(jī)接口,而不僅僅止于恢復(fù)人體的功能。這種技術(shù)在以前還只存在于科幻小說(shuō)之中。

神經(jīng)修復(fù)

神經(jīng)修復(fù)是神經(jīng)科學(xué)中和神經(jīng)的修復(fù)相關(guān)的領(lǐng)域,即使用人工裝置(假體)替換掉原有功能已削弱的部分神經(jīng)或感覺(jué)器官。神經(jīng)假體最廣泛的應(yīng)用是人工耳蝸,截止到2006年世界上已有大約十萬(wàn)人植入。也有一些神經(jīng)假體是用于恢復(fù)視力的,如人工視網(wǎng)膜,迄今在這方面的工作僅僅局限于將人工裝置直接植入腦部。

腦機(jī)接口和神經(jīng)修復(fù)的區(qū)別主要從字面上就可見(jiàn)其端倪:“神經(jīng)修復(fù)”通常指臨床上使用的裝置,而許多現(xiàn)有的腦機(jī)接口仍然是實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的。實(shí)踐上講神經(jīng)假體可以和神經(jīng)系統(tǒng)的任意部分相連接,如外周神經(jīng)系統(tǒng);而“腦機(jī)接口”通常指一類范圍更窄的直接與腦相連接的系統(tǒng)。

由于目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)手段的相似性,“神經(jīng)修復(fù)”和“腦機(jī)接口”兩術(shù)語(yǔ)經(jīng)??梢酝ㄓ谩I窠?jīng)修復(fù)和腦機(jī)接口嘗試達(dá)到一個(gè)共同的目標(biāo),如恢復(fù)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、運(yùn)動(dòng)能力,甚至是認(rèn)知的能力。兩者都使用類似的實(shí)驗(yàn)方法和外科手術(shù)技術(shù)。

延伸閱讀

一聽(tīng)到“腦機(jī)接口”(BMI),也許會(huì)讓人以為身處科幻電影中,認(rèn)為這是一種能夠升級(jí)人類能力的技術(shù)。例如,將人的大腦與計(jì)算機(jī)連接,通過(guò)思想隨心所欲地操縱機(jī)器;或者借助計(jì)算機(jī)將人與人的大腦相連,使之無(wú)需語(yǔ)言就能彼此溝通交流;等等。實(shí)際上,腦機(jī)接口研究的最初目的是有效地恢復(fù)患者因疾病或外傷喪失的運(yùn)動(dòng)功能和交流能力,它是一項(xiàng)應(yīng)用于醫(yī)療、康復(fù)、護(hù)理等領(lǐng)域的技術(shù)。

腦機(jī)接口可分為感覺(jué)型(輸入型)和運(yùn)動(dòng)型(輸出型)兩種。

感覺(jué)型腦機(jī)接口,它是將輸入到人體傳感器的外界信息轉(zhuǎn)換(編碼)為電信號(hào),通過(guò)植入到腦內(nèi)的電極將該信號(hào)傳遞給感覺(jué)神經(jīng),從而實(shí)現(xiàn)重建感覺(jué)功能。例如,對(duì)于存在聽(tīng)覺(jué)障礙的患者,在其耳部植入小型傳聲器,將傳聲器采集到的聲音信息通過(guò)嵌入聽(tīng)神經(jīng)的電極傳入腦內(nèi)(人工耳蝸),就可以達(dá)到恢復(fù)聽(tīng)力的效果。在臨床上,這種技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于佩戴助聽(tīng)器改善聽(tīng)力效果不佳的患者身上。

運(yùn)動(dòng)型腦機(jī)接口,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),它是通過(guò)思維來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)器。當(dāng)要做某個(gè)動(dòng)作時(shí),計(jì)算機(jī)通過(guò)讀取大腦運(yùn)動(dòng)區(qū)的信號(hào),就可以直接驅(qū)動(dòng)機(jī)器。一般情況下,腦機(jī)接口指的是運(yùn)動(dòng)型腦機(jī)接口,多數(shù)人想象中的腦機(jī)接口也基本上是運(yùn)動(dòng)型的。

腦機(jī)接口技術(shù)中,有向人體植入某種裝置的侵入式,也有通過(guò)戴在頭部并從體外讀取腦的信息或者向腦傳輸信號(hào)的非侵入式。人工耳蝸就是侵入式腦機(jī)接口的例子。

腦機(jī)接口技術(shù)預(yù)計(jì)會(huì)得到快速發(fā)展。在可見(jiàn)的未來(lái),有可能實(shí)現(xiàn)腦和外部網(wǎng)絡(luò)的直接連接。例如,將類似超小型智能手機(jī)的設(shè)備植入腦內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)不用手持而是用腦對(duì)其直接操作。

如果發(fā)展到腦與外部網(wǎng)絡(luò)直接連接,則個(gè)人的思考、決策會(huì)在更大的程度上受到來(lái)自第三者或人工智能發(fā)出的信息的影響;自己腦內(nèi)思考著的信息如果可能泄露到外部,則會(huì)引起隱私方面的擔(dān)憂。有專家指出,無(wú)論采取什么樣的形式,腦和外部網(wǎng)絡(luò)的連接,都需要慎重對(duì)待。

早期工作

運(yùn)動(dòng)功能

在面向運(yùn)動(dòng)功能的腦機(jī)接口方面,發(fā)展算法重建運(yùn)動(dòng)皮層神經(jīng)元對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制,該研究可以回溯到20世紀(jì)70年代。Schmidt, Fetz和Baker領(lǐng)導(dǎo)的小組在20世紀(jì)70年代證實(shí)了猴可以在閉環(huán)的操作性條件作用(closed-loop operant conditioning)后快速學(xué)會(huì)自由地控制初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層中單個(gè)神經(jīng)元的放電頻率。20世紀(jì)80年代,約翰斯·霍普金斯大學(xué)的Apostolos Georgopuolos找到了獼猴的上肢運(yùn)動(dòng)的方向和運(yùn)動(dòng)皮層中單個(gè)神經(jīng)元放電模式的關(guān)系。他同時(shí)也發(fā)現(xiàn),一組分散的神經(jīng)元也能夠編碼肢體運(yùn)動(dòng)。

上世紀(jì)九十年代中期以來(lái),面向運(yùn)動(dòng)的腦機(jī)接口經(jīng)歷了迅速的發(fā)展。若干研究小組已經(jīng)能夠使用神經(jīng)集群記錄技術(shù)實(shí)時(shí)捕捉運(yùn)動(dòng)皮層中的復(fù)雜神經(jīng)信號(hào),并用來(lái)控制外部設(shè)備。其中主要包括了Richard Andersen、John Donoghue、Phillip Kennedy、Miguel Nicolelis和Andrew Schwartz等人的研究小組。

感覺(jué)功能

迄今人類已經(jīng)能夠修復(fù)或者正在嘗試修復(fù)的感覺(jué)功能包括聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)和前庭感覺(jué)。

人工耳蝸是迄今為止最成功、臨床應(yīng)用最普及的腦機(jī)接口。

視覺(jué)修復(fù)技術(shù)尚在研發(fā)之中。這方面的研究和應(yīng)用落后于聽(tīng)覺(jué)同能的主要原因是視覺(jué)傳遞信息量的巨大和外周感覺(jué)器官(視網(wǎng)膜)和中樞視覺(jué)系統(tǒng)在功能上的相對(duì)復(fù)雜性。具體參見(jiàn)視覺(jué)假體。

美國(guó)約翰·霍普金斯大學(xué)的Della Santina及其同事開(kāi)發(fā)出一種可以修復(fù)三維前庭感覺(jué)的前庭植入物。

接口研究

研究進(jìn)程

侵入式腦機(jī)接口主要用于重建特殊感覺(jué)(例如視覺(jué))以及癱瘓病人的運(yùn)動(dòng)功能。此類腦機(jī)接口通常直接植入到大腦的灰質(zhì),因而所獲取的神經(jīng)信號(hào)的質(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。

視覺(jué)腦機(jī)接口方面的一位先驅(qū)是William Dobelle。他的皮層視覺(jué)腦機(jī)接口主要用于后天失明的病人。1978年,Dobelle在一位男性盲人Jerry的視覺(jué)皮層植入了68個(gè)電極的陣列,并成功制造了光幻視(Phosphene)。該腦機(jī)接口系統(tǒng)包括一個(gè)采集視頻的攝像機(jī),信號(hào)處理裝置和受驅(qū)動(dòng)的皮層刺激電極。植入后,病人可以在有限的視野內(nèi)看到灰度調(diào)制的低分辨率、低刷新率點(diǎn)陣圖像。該視覺(jué)假體系統(tǒng)是便攜式的,且病人可以在不受醫(yī)師和技師幫助的條件下獨(dú)立使用。

2002年,Jens Naumann成為了接受Dobelle的第二代皮層視覺(jué)假體植入的16位病人中的第一位。第二代皮層視覺(jué)假體的特點(diǎn)是能將光幻視更好地映射到視野,創(chuàng)建更穩(wěn)定均一的視覺(jué)。其光幻視點(diǎn)陣覆蓋的視野更大。接受植入后不久,Jens就可以自己在研究中心附近慢速駕車漫游。

針對(duì)“運(yùn)動(dòng)神經(jīng)假體”的腦機(jī)接口方面,Emory大學(xué)的Philip Kennedy和Roy Bakay最先在人植入了可獲取足夠高質(zhì)量的神經(jīng)信號(hào)來(lái)模擬運(yùn)動(dòng)的侵入性腦機(jī)接口。他們的病人Johnny Ray患有腦干中風(fēng)導(dǎo)致的鎖閉綜合癥。Ray在1998年接受了植入,并且存活了足夠長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)學(xué)會(huì)用該腦機(jī)接口來(lái)控制電腦光標(biāo)。

2005年,Cyberkinetics公司獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn),在九位病人進(jìn)行了第一期的運(yùn)動(dòng)皮層腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)。四肢癱瘓的Matt Nagle成為了第一位用侵入式腦機(jī)接口來(lái)控制機(jī)械臂的病人,他能夠通過(guò)運(yùn)動(dòng)意圖來(lái)完成機(jī)械臂控制、電腦光標(biāo)控制等任務(wù)。其植入物位于前中回的運(yùn)動(dòng)皮層對(duì)應(yīng)手臂和手部的區(qū)域。該植入稱為BrainGate,是包含96個(gè)電極的陣列。

部分侵入式腦機(jī)接口一般植入到顱腔內(nèi),但是位于灰質(zhì)外。其空間分辨率不如侵入式腦機(jī)接口,但是優(yōu)于非侵入式。其另一優(yōu)點(diǎn)是引發(fā)免疫反應(yīng)和愈傷組織的幾率較小。

皮質(zhì)腦電圖(ECoG:ElectroCorticoGraphy)的技術(shù)基礎(chǔ)和腦電圖的相似,但是其電極直接植入到大腦皮層上,硬腦膜下的區(qū)域。華盛頓大學(xué)(圣路易斯)的Eric Leuthardt和Daniel Moran是最早在人體試驗(yàn)皮層腦電圖的研究者。根據(jù)一則報(bào)道,他們的基于皮層腦電圖的腦機(jī)接口能夠讓一位少年男性病人玩電子游戲。同時(shí)該研究也發(fā)現(xiàn),用基于皮層腦電圖的腦機(jī)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)多于一維的運(yùn)動(dòng)控制是比較困難的。

基于“光反應(yīng)成像”的腦機(jī)接口尚處在理論階段。其概念是在顱腔內(nèi)植入可測(cè)量單神經(jīng)元興奮狀態(tài)的微型傳感器,以及受其驅(qū)動(dòng)的微型激光源??捎迷摷す庠吹牟ㄩL(zhǎng)或時(shí)間模式的變化來(lái)編碼神經(jīng)元的狀態(tài),并將信號(hào)發(fā)送到顱腔外。該概念的優(yōu)點(diǎn)是可在感染、免疫反應(yīng)和愈傷反應(yīng)的幾率較小的條件下長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)視單個(gè)神經(jīng)元的興奮狀態(tài)。

非侵入式

和侵入式腦機(jī)接口一樣,研究者也使用非侵入式的神經(jīng)成像術(shù)作為腦機(jī)之間的接口在人身上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。用這種方法記錄到的信號(hào)被用來(lái)加強(qiáng)肌肉植入物的功能并使參加實(shí)驗(yàn)的志愿者恢復(fù)部分運(yùn)動(dòng)能力。雖然這種非侵入式的裝置方便佩戴于人體,但是由于顱骨對(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。這種信號(hào)波仍可被檢測(cè)到,但很難確定發(fā)出信號(hào)的腦區(qū)或者相關(guān)的單個(gè)神經(jīng)元的放電。

腦電圖

作為有潛力的非侵入式腦機(jī)接口已得到深入研究,這主要是因?yàn)樵摷夹g(shù)良好的時(shí)間分辨率、易用性、便攜性和相對(duì)低廉的價(jià)格。但該技術(shù)的一個(gè)問(wèn)題是它對(duì)噪聲的敏感,另一個(gè)使用EEG作為腦機(jī)接口的現(xiàn)實(shí)障礙是使用者在工作之前要進(jìn)行大量的訓(xùn)練。這方面研究的一個(gè)典型例子是德國(guó)圖賓根大學(xué)的Niels Birbaurmer于1990年代進(jìn)行的項(xiàng)目。該項(xiàng)目利用癱瘓病人的腦電圖信號(hào)使其能夠控制電腦光標(biāo)。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練,十位癱瘓病人能夠成功地用腦電圖控制光標(biāo)。但是光標(biāo)控制的效率較低,在屏幕上寫100個(gè)字符需要1個(gè)小時(shí),且訓(xùn)練過(guò)程常耗時(shí)幾個(gè)月。在Birbaumer的后續(xù)研究中,多個(gè)腦電圖成分可被同時(shí)測(cè)量,包括μ波和β波。病人可以自主選擇對(duì)其最易用的成分進(jìn)行對(duì)外部的控制。

與上述這種需要訓(xùn)練的EEG腦機(jī)接口不同,一種基于腦電P300信號(hào)的腦機(jī)接口不需要訓(xùn)練,因?yàn)镻300信號(hào)是人看到熟識(shí)的物體是非自主地產(chǎn)生的。美國(guó)羅切斯特大學(xué)的Jessica Bayliss的2000年的一項(xiàng)研究顯示,受試者可以通過(guò)P300信號(hào)來(lái)控制虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的一些物體,例如開(kāi)關(guān)燈或者操縱虛擬轎車等。

1999年,美國(guó)凱斯西留地大學(xué)由Hunter Peckham領(lǐng)導(dǎo)的研究組用64導(dǎo)腦電圖恢復(fù)了四肢癱瘓病人Jim Jatich的一定的手部運(yùn)動(dòng)功能。該技術(shù)分析腦電信號(hào)中的β波,來(lái)分類病人所想的向上和向下兩個(gè)概念,進(jìn)而控制一個(gè)外部開(kāi)關(guān)。除此以外,該技術(shù)還可以使病人控制電腦光標(biāo)以及驅(qū)動(dòng)其手部的神經(jīng)控制器,來(lái)一定程度上回復(fù)運(yùn)動(dòng)功能。

應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),計(jì)算機(jī)可以分擔(dān)病人的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。Fraunhofer學(xué)會(huì)2004年用這一技術(shù)顯著降低了腦機(jī)接口訓(xùn)練學(xué)習(xí)所需的時(shí)間。

Eduardo Miranda的一系列試驗(yàn)旨在提取和音樂(lè)相關(guān)的腦電信號(hào),使得殘疾病人可以通過(guò)思考音樂(lè)來(lái)和外部交流,這種概念稱為“腦聲機(jī)”(encephalophone)。

細(xì)胞培養(yǎng)

細(xì)胞培養(yǎng)物的腦機(jī)接口是動(dòng)物(或人)體外的培養(yǎng)皿中的神經(jīng)組織和人造設(shè)備之間的通訊機(jī)制。這方面研究的焦點(diǎn)是建造具有問(wèn)題解決能力的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò),進(jìn)而促成生物式計(jì)算機(jī)。研究者有時(shí)在半導(dǎo)體晶片上培養(yǎng)神經(jīng)組織,并且從這些神經(jīng)細(xì)胞記錄信號(hào)或?qū)ζ溥M(jìn)行刺激。這類研究常稱為“神經(jīng)電子學(xué)”(Neuroelectronics)或“神經(jīng)芯片”(Neurochips)。1997年,加州理工Jerome Pine和Michael Maher的團(tuán)隊(duì)最先宣稱研制成功神經(jīng)芯片。該芯片集成了16個(gè)神經(jīng)元。

2003年,美國(guó)南加州大學(xué)的Theodore Berger小組開(kāi)始研制能夠模擬海馬功能的神經(jīng)芯片。該小組的目標(biāo)是將這種神經(jīng)芯片植入大鼠腦內(nèi),使其稱為第一種高級(jí)腦功能假體。他們之所以選擇海馬作為研究對(duì)象為其高度有序的組織以及豐富的研究文獻(xiàn)。海馬體的功能與記憶生成和長(zhǎng)期記憶有關(guān)。

佛羅里達(dá)大學(xué)的Thomas DeMarse用提取自大鼠腦的包含25000個(gè)神經(jīng)元的培養(yǎng)物來(lái)操控一個(gè)F-22戰(zhàn)斗機(jī)模擬程序。這些神經(jīng)元提取自大腦皮層,離體以后,它們?cè)谂囵B(yǎng)皿上迅速集結(jié)成活的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò),并且與60個(gè)電極通訊,來(lái)控制戰(zhàn)斗機(jī)的上下和左右搖擺運(yùn)動(dòng)。該項(xiàng)目的主要目的是研究人類的腦在細(xì)胞層面上如何學(xué)習(xí)特定的計(jì)算任務(wù)。

腦脊接口研究

2024年,復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院加福民青年教師團(tuán)隊(duì)研發(fā)新一代用于脊髓損傷患者的植入式腦脊接口設(shè)備,為脊髓損傷患者帶來(lái)站立行走的希望。相關(guān)項(xiàng)目“植入式腦脊接口關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)研制”在約1400個(gè)參賽項(xiàng)目中脫穎而出,獲2024年全國(guó)顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽優(yōu)勝獎(jiǎng)。30

會(huì)議論壇

2022年11月25日至30日,2022中關(guān)村論壇將在北京舉辦。論壇將探討腦機(jī)接口。

2024年3月3日,參加第十四屆全國(guó)人民代表大會(huì)的全國(guó)人大代表、高德紅外董事長(zhǎng)黃立在接受采訪時(shí)建議,一是完善植入式腦機(jī)接口法律法規(guī)體系,建立相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);二是鼓勵(lì)腦機(jī)接口產(chǎn)品臨床試驗(yàn)、上市體制機(jī)制創(chuàng)新,加速推進(jìn)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程;三是建設(shè)國(guó)家級(jí)腦科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新中心,創(chuàng)辦綜合性醫(yī)工結(jié)合平臺(tái)。

功能應(yīng)用

腦磁圖(MEG)以及功能核磁共振成像(fMRI)都已成功實(shí)現(xiàn)非侵入式腦機(jī)接口。例如在一項(xiàng)研究中,病人利用生物反饋技術(shù)可以用改變fMRI所檢測(cè)到的腦部血流信號(hào)來(lái)控制乒乓球運(yùn)動(dòng)。也有人用fMIR信號(hào)來(lái)準(zhǔn)實(shí)時(shí)地控制機(jī)械臂,這一控制的延遲大位7秒左右。

一些實(shí)驗(yàn)室已實(shí)現(xiàn)從猴和大鼠的大腦皮層上記錄信號(hào)以便操作腦機(jī)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。實(shí)驗(yàn)讓猴只是通過(guò)回想給定的任務(wù)(而沒(méi)有任何動(dòng)作發(fā)生)來(lái)操縱屏幕上的計(jì)算機(jī)光標(biāo)并且控制機(jī)械臂完成簡(jiǎn)單的任務(wù)。另外在貓上進(jìn)行的研究對(duì)視覺(jué)信號(hào)進(jìn)行了解碼。

2023年5月4日,由南開(kāi)大學(xué)段峰教授團(tuán)隊(duì)牽頭的全球首例非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物介入式腦機(jī)接口試驗(yàn)在北京獲得成功。9

2023年8月23日,《Nature》發(fā)表的論文中,加州大學(xué)開(kāi)發(fā)出的腦機(jī)技術(shù),將大腦信號(hào)轉(zhuǎn)為文本、語(yǔ)音和表情,加拿大女性安失語(yǔ)了18年可以再次“說(shuō)話”了。

2023年10月,發(fā)表在最新一期《科學(xué)進(jìn)展》上的一項(xiàng)研究結(jié)果顯示,美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)開(kāi)發(fā)出一種治療漸凍癥(ALS)的腦機(jī)接口(BCI),其能在3個(gè)月內(nèi)保持90%的準(zhǔn)確率,且無(wú)需重新訓(xùn)練或重新校準(zhǔn)算法。13

2024年1月30日,媒體報(bào)道,據(jù)國(guó)外社交媒體平臺(tái)顯示,馬斯克表示:人類首次接受腦機(jī)接口(Neuralink)芯片植入,植入者恢復(fù)良好。

成果轉(zhuǎn)化

Neural Signals公司(創(chuàng)立于1987年)

Philip Kennedy創(chuàng)立了Neural Signals公司。該公司生產(chǎn)的腦機(jī)接口設(shè)備使用玻璃錐內(nèi)含的蛋白質(zhì)包裹的微電極陣列,旨在促進(jìn)電極和神經(jīng)元之間的耦合。該公司除了生產(chǎn)侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品,還銷售一種可回復(fù)言語(yǔ)功能的植入設(shè)備。

2004年為止,William Dobelle創(chuàng)建的公司已經(jīng)在16位失明病人內(nèi)植入了初級(jí)視皮層視覺(jué)假體。該公司仍在繼續(xù)研發(fā)視覺(jué)植入物,但這類產(chǎn)品尚沒(méi)有獲得FDA的批準(zhǔn),因而不能在美國(guó)境內(nèi)使用于人類。

Cybernetics公司(創(chuàng)立于2001年)

John Donoghue及其同事創(chuàng)立了Cybernetics公司,宗旨是推動(dòng)實(shí)用的人類腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展。該公司目以Cybernetics神經(jīng)技術(shù)公司為名在美國(guó)股市上市。BrainGate是該公司生產(chǎn)的電極陣列,該產(chǎn)品基于美國(guó)猶他大學(xué)的Richard Normann研發(fā)的“猶他”電極陣列。

Neuralink公司(創(chuàng)立于2016年)

由埃隆·馬斯克創(chuàng)立,Neuralink旨在通過(guò)植入式腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)人類與計(jì)算機(jī)的直接連接。公司提出了“未來(lái)人類增強(qiáng)”的愿景,即通過(guò)先進(jìn)的神經(jīng)植入設(shè)備,修復(fù)神經(jīng)疾病,甚至實(shí)現(xiàn)普通人的功能增強(qiáng)。

Neuralink開(kāi)發(fā)的設(shè)備基于微型電極陣列,能夠?qū)崿F(xiàn)大腦神經(jīng)信號(hào)的雙向傳輸。該公司在2020年的演示中通過(guò)“三只小豬”展示了芯片植入和數(shù)據(jù)采集的功能。2024年,公司成功進(jìn)行了多名人類受試者的設(shè)備植入,實(shí)現(xiàn)了意念控制外部設(shè)備,如屏幕光標(biāo)和機(jī)械手臂。

Kernel公司(創(chuàng)立于2016年)

由布萊恩·約翰遜創(chuàng)立,致力于開(kāi)發(fā)非侵入式腦機(jī)接口設(shè)備,其目標(biāo)是通過(guò)先進(jìn)的腦電(EEG)和近紅外光譜(fNIRS)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)大腦活動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析,廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、心理健康、教育和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)領(lǐng)域。公司開(kāi)發(fā)的Kernel Flow設(shè)備是一種便攜式的非侵入式頭戴式設(shè)備,主要用于健康數(shù)據(jù)的采集和神經(jīng)科學(xué)研究。

韶腦科技(創(chuàng)立于2018年)

由上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院腦機(jī)工程研究中心與上海超碳中心聯(lián)合成立,專注于非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)的研究和應(yīng)用。該公司推出的石墨烯腦電帽是一種高靈敏度、便攜式的非侵入式設(shè)備,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)用戶的腦電活動(dòng)。產(chǎn)品的核心優(yōu)勢(shì)是利用石墨烯材料提高電極與皮膚的接觸效率和信號(hào)采集的精度。

強(qiáng)腦科技(創(chuàng)立于2018年)

強(qiáng)腦科技與華為、中軟國(guó)際教育合作,致力于推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用及人才培養(yǎng)。該公司旨在打造神經(jīng)電信號(hào)AI創(chuàng)新與實(shí)訓(xùn)中心,通過(guò)整合腦機(jī)接口與人工智能技術(shù),加速行業(yè)的發(fā)展。

公司提供非侵入式腦機(jī)接口設(shè)備和大腦健康評(píng)估工具,應(yīng)用于教育、醫(yī)療和職業(yè)訓(xùn)練中,幫助用戶提升專注力、記憶力和情緒管理能力。

中科先見(jiàn)(創(chuàng)立于2020年)

創(chuàng)立背景:中科先見(jiàn)專注于腦機(jī)接口和三類植入體的工程化解決方案,是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的腦機(jī)接口研究與制造公司之一。該公司與多家高校和科研機(jī)構(gòu)合作,致力于推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。

公司在微型傳感器的加工制作、信號(hào)采集和封裝集成方面擁有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。其植入式和介入式腦機(jī)接口設(shè)備可以實(shí)時(shí)提取大腦信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為控制指令,主要應(yīng)用于醫(yī)療康復(fù)和殘疾人輔助設(shè)備。

倫理問(wèn)題

隨著腦機(jī)接口(BCI)技術(shù)的發(fā)展,圍繞其倫理問(wèn)題的爭(zhēng)論逐漸升溫。盡管現(xiàn)階段的爭(zhēng)論并不活躍,尤其是在動(dòng)物保護(hù)組織的關(guān)注度較低的情況下,主要原因是現(xiàn)有研究的目標(biāo)是克服殘疾,而不是對(duì)普通人的能力進(jìn)行提升。但隨著技術(shù)的成熟和應(yīng)用的拓展,腦機(jī)接口的倫理學(xué)問(wèn)題將會(huì)變得更加復(fù)雜和引人注目。

能力增強(qiáng)的倫理爭(zhēng)議

· 目前,BCI的主要應(yīng)用領(lǐng)域集中在幫助殘疾人恢復(fù)失去的感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能,例如深部腦刺激(DBS)用于治療帕金森病、rTMS用于治療抑郁癥。然而,BCI的潛力遠(yuǎn)不止于此:未來(lái),它可能被用于增強(qiáng)健康個(gè)體的認(rèn)知和身體能力。這種能力增強(qiáng)可能會(huì)帶來(lái)以下倫理問(wèn)題:

o 公平性問(wèn)題:如果只有少數(shù)人能夠負(fù)擔(dān)得起這類增強(qiáng)技術(shù),那么可能會(huì)加劇社會(huì)不平等和能力鴻溝,形成“增強(qiáng)者”和“非增強(qiáng)者”之間的分裂。

o 人類本質(zhì)的改變:隨著技術(shù)的應(yīng)用,正常人的認(rèn)知、記憶、注意力甚至性格可能被改變。這將引發(fā)關(guān)于“何為人類”的倫理討論,人類的自由意志和自主性是否會(huì)因此受到威脅?

隱私和數(shù)據(jù)安全

· BCI通過(guò)采集大腦信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的通信,這意味著用戶的大腦活動(dòng)和思維模式可能被讀取和記錄。這種信息極為私密,其使用和存儲(chǔ)可能帶來(lái)多方面的隱私風(fēng)險(xiǎn):

o 數(shù)據(jù)濫用:大腦數(shù)據(jù)可能被濫用或泄露,例如用于未經(jīng)授權(quán)的心理分析或商業(yè)用途。

o 黑客攻擊:如果BCI設(shè)備遭到黑客攻擊,用戶的大腦可能會(huì)被惡意操控或竊取私人信息。

道德責(zé)任與意圖歸屬

· 使用BCI進(jìn)行設(shè)備控制時(shí),用戶的意圖通過(guò)神經(jīng)信號(hào)來(lái)傳達(dá)給外部設(shè)備。然而,在一些情況下可能會(huì)出現(xiàn)信號(hào)誤解或控制失誤。這帶來(lái)以下倫理挑戰(zhàn):

o 責(zé)任歸屬問(wèn)題:如果BCI用戶通過(guò)意念控制造成傷害或事故,應(yīng)如何追責(zé)?是歸因于用戶、設(shè)備制造商還是軟件開(kāi)發(fā)者?

o 意圖模糊性:在使用BCI時(shí),用戶可能無(wú)意中發(fā)出信號(hào),導(dǎo)致不受控制的操作。這樣的情形可能引發(fā)有關(guān)用戶意圖的模糊性和責(zé)任邊界的爭(zhēng)議。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)與倫理考量

· 當(dāng)前,BCI的許多研究實(shí)驗(yàn)都是通過(guò)動(dòng)物模型進(jìn)行的,例如猴子、老鼠等。這引發(fā)了一些動(dòng)物倫理學(xué)的討論:

o 動(dòng)物權(quán)利:是否應(yīng)允許對(duì)靈長(zhǎng)類動(dòng)物進(jìn)行BCI實(shí)驗(yàn),尤其是侵入性實(shí)驗(yàn)?此類實(shí)驗(yàn)在多大程度上符合動(dòng)物福利法的要求?

o 實(shí)驗(yàn)替代方案:隨著模擬技術(shù)的進(jìn)步,是否可以通過(guò)計(jì)算模型或非侵入性手段替代動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?

倫理規(guī)范和法律框架的建立

· 隨著B(niǎo)CI在醫(yī)療和非醫(yī)療領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,倫理規(guī)范和法律框架的建立變得愈發(fā)重要。目前,許多國(guó)家在這方面尚缺乏具體的法規(guī),主要依賴現(xiàn)有的醫(yī)療器械和數(shù)據(jù)保護(hù)法律。然而,為了應(yīng)對(duì)BCI的獨(dú)特挑戰(zhàn),未來(lái)需要制定更為詳盡的倫理指南和法律法規(guī)。

自由意志與人類控制

· BCI的發(fā)展可能對(duì)“自由意志”這一哲學(xué)概念提出新的挑戰(zhàn)。如果大腦功能可以被直接修改或操控,那么人類的思維和行為的自主性可能會(huì)受到侵蝕。這引發(fā)了“心靈控制”的倫理爭(zhēng)議:在什么情況下應(yīng)允許對(duì)人類大腦進(jìn)行干預(yù)?

· 特別是在軍事和安全領(lǐng)域,BCI的應(yīng)用將帶來(lái)更深的道德和倫理困境,例如在戰(zhàn)場(chǎng)上使用增強(qiáng)型士兵,或?qū)CI作為審訊工具。

所獲榮譽(yù)

2023年9月,入選2023年十大黑科技榜單。

2023年12月,腦機(jī)接口入選“2023年度十大科技名詞”。14

大事記

Phillip Kennedy及其同事用錐形營(yíng)養(yǎng)性(neurotrophic-cone)電極植入術(shù)在猴上建造了第一個(gè)皮層內(nèi)腦機(jī)接口。

1999年,哈佛大學(xué)的Garrett Stanley試圖解碼貓的丘腦外側(cè)膝狀體內(nèi)的神經(jīng)元放電信息來(lái)重建視覺(jué)圖像。他們記錄了177個(gè)神經(jīng)元的脈沖列,使用濾波的方法重建了向貓播放的八段視頻,從重建的結(jié)果中可以看到可辨認(rèn)的物體和場(chǎng)景。

杜克大學(xué)的Miguel Nicolelis是支持用覆蓋廣大皮層區(qū)域的電極來(lái)提取神經(jīng)信號(hào)、驅(qū)動(dòng)腦機(jī)接口的代表。他認(rèn)為,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠降低單個(gè)電極或少量電極采集到的神經(jīng)信號(hào)的不穩(wěn)定性和隨機(jī)性。Nicolelis在1990年代完成在大鼠的初步研究后,在夜猴內(nèi)實(shí)現(xiàn)了能夠提取皮層運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的信號(hào)來(lái)控制機(jī)器人手臂的實(shí)驗(yàn)。到2000年為止,Nicolelis的研究組成功實(shí)現(xiàn)了一個(gè)能夠在夜猴操縱一個(gè)游戲桿來(lái)獲取食物時(shí)重現(xiàn)其手臂運(yùn)動(dòng)的腦機(jī)接口。這個(gè)腦機(jī)接口可以實(shí)時(shí)工作。它也可以通過(guò)因特網(wǎng)遠(yuǎn)程操控機(jī)械手臂。不過(guò)由于猴子本身不接受來(lái)自機(jī)械手臂的感覺(jué)反饋,這類腦機(jī)接口是開(kāi)環(huán)的。Nicolelis小組后來(lái)的工作使用了恒河猴。

其它設(shè)計(jì)腦機(jī)接口算法和系統(tǒng)來(lái)解碼神經(jīng)元信號(hào)的實(shí)驗(yàn)室包括布朗大學(xué)的John Donoghue、匹茲堡大學(xué)的Andrew Schwartz、加州理工的Richard Anderson。這些研究者的腦機(jī)接在某一時(shí)刻使用的神經(jīng)元數(shù)為15-30,比Nicolelis的50-200個(gè)顯著要少。Donoghue小組的主要工作是實(shí)現(xiàn)恒河猴對(duì)計(jì)算機(jī)屏幕上的光標(biāo)的運(yùn)動(dòng)控制來(lái)追蹤視覺(jué)目標(biāo)。其中猴子不需要運(yùn)動(dòng)肢體。Schwartz小組的主要工作是虛擬現(xiàn)實(shí)的三維空間中的視覺(jué)目標(biāo)追蹤,以及腦機(jī)接口對(duì)機(jī)械臂的控制。這個(gè)小組宣稱,他們的猴子可以通過(guò)腦機(jī)接口控制的機(jī)械臂來(lái)喂自己吃西葫蘆。Anderson的小組正在研究從后頂葉的神經(jīng)元提取前運(yùn)動(dòng)信號(hào)的腦機(jī)接口。此類信號(hào)包括實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在期待獎(jiǎng)勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生信號(hào)。

除了以上所提及的這些用于計(jì)算肢體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的腦機(jī)接口以外,還有用于計(jì)算肌肉的電信號(hào)(肌電圖)的腦機(jī)接口。此類腦機(jī)接口的一個(gè)應(yīng)用前景是通過(guò)刺激癱瘓病人的肌肉來(lái)重建其自主運(yùn)動(dòng)的功能。

2006年,布朗大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)完成首個(gè)大腦運(yùn)動(dòng)皮層腦機(jī)接口設(shè)備植入手術(shù),能夠用來(lái)控制鼠標(biāo)。

2008年,匹茲堡大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家宣稱利用腦機(jī)接口,猴子能用操縱機(jī)械臂給自己喂食——這標(biāo)志著該技術(shù)發(fā)展已經(jīng)容許人們將動(dòng)物腦與外部設(shè)備直接相連。1

2012年,腦機(jī)接口設(shè)備已能夠勝任更復(fù)雜和廣泛的操作,得以讓癱瘓病人對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行操控,自己喝水、吃飯、打字與人交流。

2014年巴西世界杯開(kāi)幕式,高位截癱青年Juliano Pinto在腦機(jī)接口與人工外骨骼技術(shù)的幫助下開(kāi)出一球。

2016年,Nathan Copeland用意念控制機(jī)械手臂和美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬握手。

2019年1月,Chmielewski作為約翰斯·霍普金斯大學(xué)一項(xiàng)腦機(jī)接口研究的參與者,通過(guò)一次長(zhǎng)達(dá)10小時(shí)的手術(shù),將六個(gè)微電極陣列(MEA)植入大腦兩側(cè)。隨后,研究者一直試圖通過(guò)不斷的改善和訓(xùn)練,讓他獲得同時(shí)控制兩個(gè)假肢的能力。

2020年8月29日,埃隆·馬斯克自己旗下的腦機(jī)接口公司Neuralink舉行發(fā)布會(huì),找來(lái)“三只小豬”向全世界展示了可實(shí)際運(yùn)作的腦機(jī)接口芯片和自動(dòng)植入手術(shù)設(shè)備。1

2022年3月,中國(guó)神經(jīng)外科領(lǐng)域的一項(xiàng)新突破,腦機(jī)接口柔性電極技術(shù)在世界頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志上發(fā)表。這項(xiàng)突破是一種腦機(jī)接口柔性電極技術(shù),由首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院研發(fā),是提高手術(shù)精準(zhǔn)度、保護(hù)神經(jīng)功能的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)將僅有2微米大小的電極點(diǎn)組成的新型柔性電極,通過(guò)手術(shù)放到大腦上,幫助醫(yī)生更精確“看”到大腦內(nèi)部神經(jīng)等,從而最大限度保護(hù)大腦功能。

2022年6月25日,中國(guó)自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首款介入式腦機(jī)接口完成動(dòng)物試驗(yàn)。

2022年12月,馬斯克“腦機(jī)接口”研究,涉嫌違反美國(guó)動(dòng)物福利法規(guī)定,被曝接受調(diào)查。

2023年5月29日消息,馬斯克的Neuralink對(duì)全球發(fā)布震撼宣言:腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)的首次人體臨床研究,已獲美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)。

2023年9月,工業(yè)和信息化部印發(fā)通知,組織開(kāi)展2023年未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新任務(wù)揭榜掛帥工作。揭榜任務(wù)內(nèi)容為面向元宇宙、人形機(jī)器人、腦機(jī)接口、通用人工智能4個(gè)重點(diǎn)方向。

2023年,斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的腦機(jī)接口裝置,能將大腦活動(dòng)解碼為語(yǔ)言,展示了在幫助嚴(yán)重癱瘓人群恢復(fù)溝通能力方面的技術(shù)進(jìn)步;約翰斯·霍普金斯大學(xué)開(kāi)發(fā)出一種治療漸凍癥的腦機(jī)接口,其能在3個(gè)月內(nèi)保持90%的準(zhǔn)確率,且無(wú)需重新訓(xùn)練或重新校準(zhǔn)算法。16

2024年1月29日,首例人類接受了腦機(jī)接口公司Neuralink的植入物,目前恢復(fù)良好。初步結(jié)果顯示神經(jīng)元尖峰檢測(cè)(neuron spike detection)表現(xiàn)出良好的前景。18

2024年1月29日,聯(lián)合團(tuán)隊(duì)召開(kāi)臨床試驗(yàn)階段總結(jié)會(huì),宣布首例患者腦機(jī)接口康復(fù)取得突破性進(jìn)展。

2024年2月21日?qǐng)?bào)道,馬斯克于在X上的一場(chǎng)直播活動(dòng)中透露了被試的最新現(xiàn)狀:“(被試)狀況良好,似乎已經(jīng)康復(fù),沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何不良影響,并且能夠僅通過(guò)思維移動(dòng)和控制屏幕上的鼠標(biāo)?!?/p>

2024年2月,首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院神經(jīng)外科賈旺教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合清華大學(xué)洪波教授團(tuán)隊(duì),利用微創(chuàng)腦機(jī)接口技術(shù)首次成功幫助高位截癱患者實(shí)現(xiàn)意念控制光標(biāo)移動(dòng),這意味著中國(guó)在腦機(jī)接口領(lǐng)域取得新突破。22

2024年3月,清華大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)公布了兩個(gè)案例,兩位高位截癱患者分別通過(guò)無(wú)線微創(chuàng)腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)了意念控制光標(biāo)移動(dòng)、意念控制手套外骨骼持握,其中一名患者四肢癱瘓14年來(lái),第一次實(shí)現(xiàn)了“用手喝水”。

2024年3月8日,全國(guó)人大代表、武漢高德紅外股份有限公司董事長(zhǎng)黃立在北京介紹,他帶領(lǐng)中華腦機(jī)接口公司團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)65000通道雙向的腦機(jī)接口芯片,居于國(guó)際領(lǐng)先水平。

2024年5月19日,據(jù)IT之家消息,埃隆?馬斯克宣布,腦機(jī)接口公司 Neuralink 正在接收第二位植入者申請(qǐng),該試驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)意念控制手機(jī)和電腦。當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月2日,馬斯克透露,其腦機(jī)接口公司Neuralink成功將第二顆腦機(jī)接口芯片植入一名人類患者體內(nèi)。

2024年8月19日消息,全球首例介入式腦機(jī)接口傳感器血管內(nèi)取出試驗(yàn)在北京獲得成功。

2024年8月,Neuralink報(bào)告了第二例腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)最新情況,稱Neuralink植入物L(fēng)ink已經(jīng)成功植入第二位參與者Alex,并幫助他控制電子游戲和CAD軟件,手術(shù)進(jìn)展很順利?!傲钊诵牢康氖?,我們觀察到第二位參與者沒(méi)有出現(xiàn)線程回縮的情況?!盢euralink公司稱。

2024年11月,從上海市科委獲悉,博睿康醫(yī)療科技(上海)有限公司與清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系洪波教授團(tuán)隊(duì)合作研發(fā)的腦機(jī)接口產(chǎn)品NEO,在復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院完成了全國(guó)第三例、上海第一例臨床試驗(yàn)植入手術(shù)。

2025年新年之際,上海華山醫(yī)院的一間病房里,一位女患者僅僅在腦海中想出2025新年快樂(lè)這幾個(gè)字,就被電腦成功解碼并發(fā)出指令操縱機(jī)械手做出比心的動(dòng)作,送出世界上第一段由意念完成的新年祝福。這也意味著上海腦虎科技與華山醫(yī)院神經(jīng)外科團(tuán)隊(duì)在天橋腦科學(xué)研究院等的支持資助下,通過(guò)國(guó)產(chǎn)原創(chuàng)侵入式柔性腦機(jī)接口技術(shù),實(shí)現(xiàn)了“做”——解析動(dòng)作,也實(shí)現(xiàn)了“說(shuō)”——理解語(yǔ)言。

2025年1月,在美國(guó)拉斯維加斯舉辦的 2025 年國(guó)際消費(fèi)電子展(CES)期間,特斯拉 CEO 埃隆·馬斯克分享了他對(duì)未來(lái)科技發(fā)展的深度思考與前瞻布局,Neuralink 已經(jīng)在三位患者體內(nèi)植入了設(shè)備,而且都運(yùn)行良好。正在升級(jí)設(shè)備,增加電極數(shù)量,提升帶寬和電池壽命。預(yù)計(jì)2025年會(huì)為 20-30 位患者植入升級(jí)版的 Neuralink 設(shè)備。

2025年2月10日,從上海階梯醫(yī)療科技有限公司獲悉,該公司宣布完成3.5億元人民幣B輪融資。據(jù)了解,這是中國(guó)植入式腦機(jī)接口行業(yè)歷史上最大的一筆融資。

2025年2月17日,天津大學(xué)腦機(jī)海河實(shí)驗(yàn)室和清華大學(xué)集成電路學(xué)院聯(lián)合,開(kāi)發(fā)出一款基于憶阻器神經(jīng)形態(tài)器件的“雙環(huán)路”無(wú)創(chuàng)演進(jìn)腦機(jī)接口系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)還首次揭示了大腦電信號(hào)與解碼器在交互過(guò)程中如何進(jìn)一步協(xié)同增強(qiáng)的奧秘,并成功實(shí)現(xiàn)了人腦對(duì)無(wú)人機(jī)的高效四自由度操控。相關(guān)成果刊發(fā)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·電子》上。

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2025-04-12