中國網(wǎng)5月16日訊 在近日舉辦的“2025浦江創(chuàng)新論壇”第七屆神經(jīng)科技國際創(chuàng)新論壇暨中國神經(jīng)科學學會神經(jīng)調控基礎與轉化分會年會上,國內首個“腦機接口專利與知識產(chǎn)權”在線平臺被正式推出。這一平臺構建了涵蓋專利跟蹤、技術評估、專家?guī)?、成果庫、運營對接、專利培訓的全鏈條服務體系。
當前,我國在腦機接口領域已取得突破性進展,中國在單一市場專利申請已居于首位。今年3月12日,國家醫(yī)保局發(fā)布的文件中專門為腦機接口新技術單獨立項,設立了等價格項目,這意味著腦機接口技術一旦成熟,就能擁有快速進入臨床應用的收費路徑。
腦機接口被形象地譽為大腦與外部設備之間的“信息高速公路”,為腦疾病診治開辟了突破性路徑,是“十四五”規(guī)劃綱要中重點發(fā)展的“腦科學與類腦研究”領域的關鍵技術之一。中國傳媒大學腦科學與智能媒體研究院講師王曄在接受中國網(wǎng)記者采訪時介紹,腦機接口通俗來講就是把大腦的信號轉化為指令,進而控制機器;或是把機器信號傳到大腦中,對大腦進行調控,兩者都通過機器與大腦相互連接的方式實現(xiàn)。
醫(yī)療領域有哪些標志性成果?
腦機接口技術目前主要應用于醫(yī)療領域,通過在大腦中植入芯片,幫助改善癱瘓、漸凍癥等無法控制肢體行動的患者的生活,分為侵入式和非侵入式兩種。2024年初,馬斯克創(chuàng)立的Neuralink公司完成了全球首例侵入式腦機接口植入手術,讓一名四肢癱瘓的男子可以通過意念操控鼠標,在線玩游戲、下象棋。
清華大學洪波教授研究團隊的成果也十分具有代表性。不同于Neuralink的技術路線,他們將芯片放置在硬腦膜外,而非破壞硬腦膜插入大腦組織,降低了感染風險,減少對于神經(jīng)細胞的直接破壞,同時通過無線供電與通訊技術實現(xiàn)終生穩(wěn)定使用。目前已有三位患者完成手術,首例患者老楊在2023年10月完成植入手術,成為全球首例硬膜外腦機接口臨床應用案例。通過腦信號控制氣泵手套,老楊已能自主完成抓握水瓶、進食等動作。同時,腦控抓握的訓練也有助于神經(jīng)細胞自我修復、形成新的通路,有利于患者進一步康復。
首例患者通過無線微創(chuàng)腦機接口成功實現(xiàn)腦控抓握
今年3月25日,復旦大學附屬華山醫(yī)院為一名失去四肢的患者進行手術,通過微創(chuàng)手術將兩根僅有頭發(fā)絲百分之一粗細的柔性電極埋入大腦,連接在一塊鑲嵌在顱骨上的硬幣大小的植入體,這是國內首例侵入式腦機接口在注冊前的前瞻性臨床實驗。植入體采集到的大腦信號能夠以無線的方式傳輸給外部設備,并轉換成計算機能夠理解的操作意圖。經(jīng)過一個多月的訓練,該受試者已經(jīng)能通過意念操作電腦,玩賽車和下棋等游戲。
此外,復旦大學研發(fā)團隊已在人工視網(wǎng)膜、腦脊接口、語言解碼、神經(jīng)調控等關鍵技術取得重大突破,相關成果獲得了國家顛覆性技術創(chuàng)新大賽優(yōu)勝獎等獎項,盲人復明、脊髓損傷患者運動功能重建、閉環(huán)神經(jīng)調控等技術已經(jīng)進入臨床研究階段。
從個例到大范圍普及給患者,還有多遠的路要走?“可能就像從貝爾發(fā)明電話到智能手機之間的距離?!蓖鯐险J為,“目前用于治療的腦機接口技術大部分都是有創(chuàng)的,而且所植入的腦區(qū)也比較有限,僅限于驅動一些運動功能。至于情緒等高級認知功能,當下的腦科學領域也沒有完全研究清楚,要精準地解碼相應的大腦活動還比較困難?!?/span>
腦機接口技術如何深入日常生活?
腦機接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《2024腦機接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新十大案例》中,“便攜式腦機接口駕駛安全智能防控系統(tǒng)”能夠通過智能腦電帽實時采集駕駛員的腦電信號,利用人工智能算法精準識別駕駛員的疲勞狀態(tài),在駕駛員發(fā)生過度疲勞駕駛之前進行預警,從而預防交通事故的發(fā)生。此前,在山西省公安廳交通管理局牽頭下,該系統(tǒng)在太原市和晉城市分別開展了規(guī)模化的試點應用,并取得了良好效果。
王曄表示,腦機接口這一技術的發(fā)展一定會越來越普及、越來越多地被運用在生活中?!耙苍S以后看電視時,只要在腦中想一下‘調大音量’或者‘換臺’就能完成操作?!蓖鯐险f,“這種形式也適用于手機,可以達到解放雙手的目的。但弊病就是會讓人變得越來越懶惰。此外,輕量化也是一個發(fā)展趨勢。”
中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所研究員陶虎,在中國科學技術大學上海研究院做主題演講時分享,自己一直在思考正常人怎樣從腦機接口技術中獲益。他介紹,人的眼睛有局限,看不到微光、紫外光和紅外光,而如果能用紅外、紫外傳感器獲取人類看不到的信號,插入到視覺皮層,就能讓人擁有超視覺。同理,通過這種方式,人類還能擁有超聽覺等能力。
“讀心術”會實現(xiàn)嗎?我們的意識可以連接到別人的大腦嗎?
將人聽到、看到的內容解碼并還原出來,是腦科學一直以來的研究方向,精細程度也越來越高?!艾F(xiàn)在所謂的‘讀心術’,只是能監(jiān)測到你現(xiàn)在是否正集中注意力,或者基本的情緒狀態(tài)等。至于在腦海中浮現(xiàn)的具體場景,目前是沒有辦法解碼到這種程度的。但這在未來是有可能實現(xiàn)的,而且也是許多科學家正在努力的方向?!蓖鯐险f。
王曄介紹,“讀心術”在技術上是一個挑戰(zhàn),如果技術問題能夠解決,在科研領域將會有廣泛應用。例如研究睡眠時的大腦活動,不可能頻繁把受試者叫醒描述夢境,如果有相應的方法,只需要檢測腦電波或者記錄神經(jīng)活動,就可以解碼出相應的信息了。
腦機接口技術目前的應用形式多為用大腦控制機器,而用機器控制大腦、或者用自身大腦控制另一個大腦,限于倫理問題和技術瓶頸,在人身上還沒有實現(xiàn),但目前在動物身上已經(jīng)可以部分實現(xiàn)。在2016年底播出的一期《挑戰(zhàn)不可能》綜藝節(jié)目上,浙江大學碩士研究生黃麗鵬代表所在團隊進行“腦電波控制”的相關挑戰(zhàn),最終通過腦電波控制白鼠成功通過了四關地形復雜的迷宮。
節(jié)目截圖,黃麗鵬正在控制小白鼠走過水橋
“我一直希望技術向善、科技向善。腦機接口的初衷應該是改善人的生活質量,特別是病人的生活質量。往民用化、娛樂化的方向發(fā)展,也是為了增加大家生活的樂趣。但目前存在的倫理和隱私問題,就像是一種博弈,取決于誰在用?!蓖鯐险f。
隨著技術的發(fā)展,也許未來真的可以“心念一動”就完成許多事情,而這會令社會飛速發(fā)展還是倒退,目前仍是未知狀態(tài)。對此,王曄認為,過度的物質滿足,對人來說并不是一件好事,因為人的欲望是無窮無盡的?!耙恍┘夹g問世后,不是所有人都會幸福,會變幸福的人其實是知道怎樣去正確使用這一技術的人?!?/span>
(審核編輯: 朝言)
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