腦機(jī)接口，是指在人類大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建直接連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大腦和計(jì)算機(jī)之間直接通信。
近日，國內(nèi)外兩條有關(guān)“腦機(jī)接口”的科技新聞刷新了眼球，并引起人們廣泛關(guān)注。
1月29日，由美國人埃隆·馬斯克領(lǐng)導(dǎo)的腦機(jī)接口公司，即“Neuralink（神經(jīng)連接）”在社交媒體X上發(fā)帖稱，其在28日完成向患者腦部植入一個(gè)硬幣大小的設(shè)備，植入者恢復(fù)良好，已檢測到腦電信號。
而8小時(shí)后，即1月30日，清華大學(xué)官網(wǎng)發(fā)布消息，該校醫(yī)學(xué)院腦機(jī)接口研究團(tuán)隊(duì)與首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院聯(lián)合，于2023年10月24日成功進(jìn)行了全球首例無線微創(chuàng)腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)。這位因車禍造成脊髓損傷、四肢癱瘓14年的患者，經(jīng)術(shù)后三個(gè)月康復(fù)訓(xùn)練，已實(shí)現(xiàn)自主喝水等腦控功能，抓握準(zhǔn)確率超過90%。
那么，實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口有幾種方式，之間有何區(qū)別？
清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授洪波在接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)介紹，腦機(jī)接口的實(shí)現(xiàn)方式分為非侵入式、侵入式與半侵入式。比較而言，非侵入式無須手術(shù)，做成可穿戴式設(shè)備，將采集腦電信號的電極附著在頭皮上，提取局部電位信號，相當(dāng)于神經(jīng)元活動(dòng)混合并經(jīng)過顱骨衰減后的信號，雖然風(fēng)險(xiǎn)小但精度較低，可實(shí)現(xiàn)功能有限。
埃隆·馬斯克公司采取的腦機(jī)接口方式是侵入式，能使電極與神經(jīng)元近距離接觸，可以獲得更高質(zhì)量的神經(jīng)信號，但手術(shù)有風(fēng)險(xiǎn)，且成本較高。
此次清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)采用的是半侵入式微創(chuàng)技術(shù)，將如硬幣大小的電極手術(shù)植入顱骨和大腦皮層之間的腦膜上，距離神經(jīng)元更近，但不直接接觸神經(jīng)元細(xì)胞。其優(yōu)勢在于沒有神經(jīng)細(xì)胞損傷的風(fēng)險(xiǎn)，并且使用無線供電和通信，可獲得較高信號強(qiáng)度和分辨率，體內(nèi)無需電池，從而降低了免疫反應(yīng)和感染的風(fēng)險(xiǎn)。
此前，由工業(yè)和信息化部等7部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》提出，“腦機(jī)接口”被列入未來產(chǎn)業(yè)十大標(biāo)志性產(chǎn)品，明確要“突破腦機(jī)融合、類腦芯片、大腦計(jì)算神經(jīng)模型等關(guān)鍵技術(shù)和核心器件，研制一批易用安全的腦機(jī)接口產(chǎn)品，鼓勵(lì)探索在醫(yī)療康復(fù)、無人駕駛、虛擬現(xiàn)實(shí)等典型領(lǐng)域的應(yīng)用”。這為腦機(jī)接口的發(fā)展指明了方向。
就目前技術(shù)而言，這兩種方法，哪種更安全，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化？
洪波表示，清華大學(xué)采取半侵入式技術(shù)路線，目的就是為了讓它能夠更快服務(wù)臨床患者，助力康復(fù)。他們研發(fā)的系統(tǒng)只是放在腦膜外面，而不損傷腦細(xì)胞。對于外科大夫來講，這是一個(gè)微創(chuàng)手術(shù)，不是嚴(yán)格意義上的開顱，患者術(shù)后在十天之內(nèi)即可回家，非常安全。
“需要注意的是，相比世界上其他植入腦機(jī)接口，我們的腦機(jī)接口這是迄今首個(gè)可以做完手術(shù)短時(shí)間就可回家的。這個(gè)解決方案能夠讓更多的患者受益，而全侵入式方案，做完手術(shù)仍需待在醫(yī)院。”洪波強(qiáng)調(diào)說。
“這種進(jìn)步為促使技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)，會(huì)大大加速我國腦機(jī)接口技術(shù)在各種臨床疾病當(dāng)中的應(yīng)用。”洪波充滿信心地說，下一步，其研究團(tuán)隊(duì)打算將成果應(yīng)用于漸凍癥和癲癇患者，開發(fā)通用微創(chuàng)腦機(jī)接口技術(shù)，拓展臨床應(yīng)用場景。
腦機(jī)接口，是指在人類大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建直接連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大腦和計(jì)算機(jī)之間直接通信。
近日，國內(nèi)外兩條有關(guān)“腦機(jī)接口”的科技新聞刷新了眼球，并引起人們廣泛關(guān)注。
1月29日，由美國人埃隆·馬斯克領(lǐng)導(dǎo)的腦機(jī)接口公司，即“Neuralink（神經(jīng)連接）”在社交媒體X上發(fā)帖稱，其在28日完成向患者腦部植入一個(gè)硬幣大小的設(shè)備，植入者恢復(fù)良好，已檢測到腦電信號。
而8小時(shí)后，即1月30日，清華大學(xué)官網(wǎng)發(fā)布消息，該校醫(yī)學(xué)院腦機(jī)接口研究團(tuán)隊(duì)與首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院聯(lián)合，于2023年10月24日成功進(jìn)行了全球首例無線微創(chuàng)腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)。這位因車禍造成脊髓損傷、四肢癱瘓14年的患者，經(jīng)術(shù)后三個(gè)月康復(fù)訓(xùn)練，已實(shí)現(xiàn)自主喝水等腦控功能，抓握準(zhǔn)確率超過90%。
那么，實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口有幾種方式，之間有何區(qū)別？
清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授洪波在接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)介紹，腦機(jī)接口的實(shí)現(xiàn)方式分為非侵入式、侵入式與半侵入式。比較而言，非侵入式無須手術(shù)，做成可穿戴式設(shè)備，將采集腦電信號的電極附著在頭皮上，提取局部電位信號，相當(dāng)于神經(jīng)元活動(dòng)混合并經(jīng)過顱骨衰減后的信號，雖然風(fēng)險(xiǎn)小但精度較低，可實(shí)現(xiàn)功能有限。
埃隆·馬斯克公司采取的腦機(jī)接口方式是侵入式，能使電極與神經(jīng)元近距離接觸，可以獲得更高質(zhì)量的神經(jīng)信號，但手術(shù)有風(fēng)險(xiǎn)，且成本較高。
此次清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)采用的是半侵入式微創(chuàng)技術(shù)，將如硬幣大小的電極手術(shù)植入顱骨和大腦皮層之間的腦膜上，距離神經(jīng)元更近，但不直接接觸神經(jīng)元細(xì)胞。其優(yōu)勢在于沒有神經(jīng)細(xì)胞損傷的風(fēng)險(xiǎn)，并且使用無線供電和通信，可獲得較高信號強(qiáng)度和分辨率，體內(nèi)無需電池，從而降低了免疫反應(yīng)和感染的風(fēng)險(xiǎn)。
此前，由工業(yè)和信息化部等7部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》提出，“腦機(jī)接口”被列入未來產(chǎn)業(yè)十大標(biāo)志性產(chǎn)品，明確要“突破腦機(jī)融合、類腦芯片、大腦計(jì)算神經(jīng)模型等關(guān)鍵技術(shù)和核心器件，研制一批易用安全的腦機(jī)接口產(chǎn)品，鼓勵(lì)探索在醫(yī)療康復(fù)、無人駕駛、虛擬現(xiàn)實(shí)等典型領(lǐng)域的應(yīng)用”。這為腦機(jī)接口的發(fā)展指明了方向。
就目前技術(shù)而言，這兩種方法，哪種更安全，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化？
洪波表示，清華大學(xué)采取半侵入式技術(shù)路線，目的就是為了讓它能夠更快服務(wù)臨床患者，助力康復(fù)。他們研發(fā)的系統(tǒng)只是放在腦膜外面，而不損傷腦細(xì)胞。對于外科大夫來講，這是一個(gè)微創(chuàng)手術(shù)，不是嚴(yán)格意義上的開顱，患者術(shù)后在十天之內(nèi)即可回家，非常安全。
“需要注意的是，相比世界上其他植入腦機(jī)接口，我們的腦機(jī)接口這是迄今首個(gè)可以做完手術(shù)短時(shí)間就可回家的。這個(gè)解決方案能夠讓更多的患者受益，而全侵入式方案，做完手術(shù)仍需待在醫(yī)院。”洪波強(qiáng)調(diào)說。
“這種進(jìn)步為促使技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)，會(huì)大大加速我國腦機(jī)接口技術(shù)在各種臨床疾病當(dāng)中的應(yīng)用。”洪波充滿信心地說，下一步，其研究團(tuán)隊(duì)打算將成果應(yīng)用于漸凍癥和癲癇患者，開發(fā)通用微創(chuàng)腦機(jī)接口技術(shù)，拓展臨床應(yīng)用場景。
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