解放日報記者從腦虎科技獲悉，近日，國際權(quán)威期刊《先進(jìn)科學(xué)》發(fā)表了一項(xiàng)具有重大突破意義的腦機(jī)接口研究成果——基于腦虎科技研發(fā)的一款的通用型植入式柔性腦機(jī)接口系統(tǒng)，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、腦虎科技與復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院合作，不僅實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口長期穩(wěn)定植入，還創(chuàng)造性地破解通用性難題，可精準(zhǔn)意念操控20多種數(shù)字/物理設(shè)備。在相近訓(xùn)練時間下，其信息傳輸速率與馬斯克旗下Neuralink公司此前公布的受試者水平相當(dāng)。
此項(xiàng)工作是基于高通量、高分辨柔性腦機(jī)接口的首篇長期植入臨床試驗(yàn)文章。美國納米技術(shù)與納米科學(xué)網(wǎng)在新聞聚焦欄目進(jìn)行了報道。
研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用半導(dǎo)體微納加工工藝，制成超柔性256通道電極陣列，密度高達(dá)64通道/平方厘米，較傳統(tǒng)電極提升64倍。超薄網(wǎng)狀記錄區(qū)可緊密貼合大腦皮層，確保信號高保真采集，加厚引線區(qū)則保障了長期植入的機(jī)械穩(wěn)定性，再搭配定制化鈦合金防水密封外殼與低功耗處理單元，最終實(shí)現(xiàn)“高通量、高分辨率、低侵入”三重技術(shù)突破。
超柔性、高分辨率腦機(jī)接口系統(tǒng)
研究團(tuán)隊(duì)開展了長達(dá)203天的動物實(shí)驗(yàn)，充分驗(yàn)證了該系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性和生物相容性。值得關(guān)注的是，這是首次利用高通量、高分辨率柔性腦機(jī)接口開展的長期植入臨床研究。
研究成果另一核心突破在于成功破解腦機(jī)接口通用性難題，可廣泛兼容20余種外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)意念操控。受試者在臨床試驗(yàn)中累計(jì)完成25412次訓(xùn)練任務(wù)后，最高比特率達(dá)4.15比特/秒，與馬斯克Neuralink受試者水平相當(dāng)。
“Neuralink選擇的是深部電極技術(shù)路線，雖能實(shí)現(xiàn)單神經(jīng)元級別的高分辨率信號采集，卻需穿透大腦皮層植入電極，不僅對腦組織損傷較大，還容易引發(fā)炎癥與免疫反應(yīng)，且覆蓋范圍有限；這款產(chǎn)品將電極陣列放置在硬膜下，吸附在大腦皮層表面，無需插入腦組織，可實(shí)現(xiàn)與Neuralink相媲美的性能，卻大幅降低了植入風(fēng)險。”腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家陶虎告訴解放日報記者。
通過搭載腦機(jī)操作系統(tǒng)，受試者成功實(shí)現(xiàn)了對大型復(fù)雜游戲、智能輪椅、智能家居和各種APP等多場景的意念控制，充分展現(xiàn)出該系統(tǒng)廣闊的臨床應(yīng)用前景。
動物實(shí)驗(yàn)和短期臨床試驗(yàn)
相較于現(xiàn)有主流技術(shù)路線，這款通用型植入式柔性腦機(jī)接口系統(tǒng)兼具高分辨率、長期穩(wěn)定性與低侵入創(chuàng)傷等多重優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于運(yùn)動重建、語言重建等多種臨床場景，未來有望為運(yùn)動功能障礙患者提供“家用級”解決方案，助力他們重新獲得自主生活能力，更有質(zhì)量地生活下去。
研究團(tuán)隊(duì)表示，下一步將繼續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)性能，積極推進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化，加速臨床落地進(jìn)程。此外，團(tuán)隊(duì)也期待該系統(tǒng)能為神經(jīng)編解碼機(jī)制等基礎(chǔ)研究提供有力工具，推動腦科學(xué)領(lǐng)域重大突破。
原標(biāo)題：《腦機(jī)接口重要突破！實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定植入，精準(zhǔn)意念操控20多種設(shè)備》
題圖來源：上觀題圖
來源：作者：解放日報 黃海華
