大腦連接未來：腦機接口進入爆發(fā)拐點？

六年前，原盛大集團創(chuàng)始人陳天橋向美國加州理工學(xué)院捐贈10億美元用于人腦研究，曾在世界范圍內(nèi)引起廣泛關(guān)注。如今，他不遺余力支持的這一領(lǐng)域，在國內(nèi)也有了新的進展。

腦機接口作為當(dāng)前腦科學(xué)和人工智能領(lǐng)域最活躍的研究方向，其商業(yè)化路徑備受矚目。

近日，在2022世界人工智能大會期間，腦虎科技首次對外公開發(fā)布了首款腦機接口集成式，顱頂半植入醫(yī)用級BCI產(chǎn)品，及高頻腦電信號處理儀和軟件算法云平臺。今年1月份，作為一家初創(chuàng)腦機接口公司，腦虎科技在注冊成立的第三個月，獲得陳天橋旗下盛大、紅杉中國種子基金領(lǐng)投的9700萬元天使輪及Pre-A輪融資。

腦虎科技創(chuàng)始人、CEO彭雷表示，本次發(fā)布的產(chǎn)品主要面向的兩個市場，一個是以“腦計劃”為依托的科研市場；另一個是明確醫(yī)學(xué)價值的醫(yī)療市場，針對明確的適應(yīng)癥如漸凍癥，高位截癱、失明等。

據(jù)了解，能夠長期穩(wěn)定、高通量記錄大腦神經(jīng)細(xì)胞電活動的微電極陣列，是腦科學(xué)基礎(chǔ)研究，以及包括腦機接口在內(nèi)的臨床診療技術(shù)的重要工具。

微型芯片植入大腦成為可能

據(jù)了解，集成式顱頂半植入技術(shù)是利用集成電路制造工藝，從技術(shù)路線上顛覆了傳統(tǒng)醫(yī)療器械半手工制備方式。其自主研發(fā)的腦電信號處理芯片，能支持16384通道信號尋址，滿足2048通道同時采集，最高采集速率可達48kfps。

通過云端存儲的信息搭建數(shù)字腦庫，將實現(xiàn)產(chǎn)品的持續(xù)迭代，海量的數(shù)字腦庫不僅可以用于分析，還可以輸出高穩(wěn)定性的解決方案。

中科院上海分院院長胡金波指出，目前腦機接口技術(shù)的跨學(xué)科融合，是由“信息時代”向“腦智時代”發(fā)展的跨越，是腦科學(xué)與人工智能研究中最活躍的領(lǐng)域之一，涉及電子、材料、生物醫(yī)學(xué)工程、臨床醫(yī)學(xué)、信息科學(xué)等多種學(xué)科的交叉融合。在可預(yù)見的未來，人類智能將與機器智能融合在一起，腦機接口有望成為下一代元宇宙入口，為我國科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新經(jīng)濟增長點。

過去10年間，手術(shù)機器人尤其是神經(jīng)介入機器人得到了飛速發(fā)展。植入式機器人的出現(xiàn)讓微型芯片植入大腦，進行腦機接口成為可能。

目前，醫(yī)療機器人仍舊面臨著微型化、精準(zhǔn)性能、狹小空間靈巧結(jié)構(gòu)設(shè)計、良好生物相容性材料發(fā)掘、多模態(tài)智能感知和“人－機協(xié)同”智能系統(tǒng)開發(fā)等多方面的挑戰(zhàn)。

華山醫(yī)院院長、中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)外科分會主任毛穎教授分享了目前神經(jīng)外科臨床應(yīng)用場景中先進工具，如超高清手術(shù)顯微鏡，ECoG（皮層腦電）和MET-PET技術(shù)進行多模態(tài)腦功能定位。

他指出，先進神經(jīng)工具在腦疾病診治中的發(fā)展方向，正從表象到機理，從有創(chuàng)到無創(chuàng)，以及從單一學(xué)科到多學(xué)科融合。盡管現(xiàn)在還沒有弄清原理，但深部腦刺激DBS治療腦疾病取得了顯著的效果。為此，毛穎呼吁，希望更多的新技術(shù)與臨床緊密合作，只要有效就應(yīng)該盡快落地，造福患者。

那么，腦機接口在三到五年之內(nèi)，又將會重點影響哪些領(lǐng)域呢？

燧人醫(yī)療首席執(zhí)行官蔡江判斷，在專業(yè)市場，像是讀大腦信息、寫大腦信息，以及神經(jīng)調(diào)控等技術(shù)的發(fā)展會使得應(yīng)用主要集中在治療上，尤其是神經(jīng)調(diào)控技術(shù)。這一技術(shù)的需求雖然狹窄，但很旺盛，所以會得到充分的發(fā)展。而在大眾市場，相關(guān)應(yīng)用會主要圍繞腦機交互。

他舉例稱，從以前的鼠標(biāo)控制電腦，到觸控手機平板，計算設(shè)備交互形式的每一次更迭都代表了一個新設(shè)備的崛起，而腦機交互就有可能能做到將現(xiàn)實中的“拿筆1000次”一類的重復(fù)工作，變?yōu)椤跋肓?000次”，這就大大降低了人類大腦的“功耗”，進行了一次體驗的升級。

腦機接口商業(yè)化落地

目前，腦科學(xué)和人工智能已經(jīng)成為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力，近年來，腦機接口技術(shù)發(fā)展十分迅速，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展上有光明的前景。腦科學(xué)和人工智能的融合將對世界經(jīng)濟發(fā)展、社會進步以及人類生活產(chǎn)生重要的影響。

此外，天橋腦科學(xué)研究院也在中國先后成立了兩個實驗室，分別是應(yīng)用神經(jīng)技術(shù)實驗室、人工智能和精神健康實驗室，并得到了華山醫(yī)院毛穎院長和上海市精神衛(wèi)生中心徐一峰院長的大力支持。

天橋腦科學(xué)研究院（TCCI）應(yīng)用神經(jīng)技術(shù)前沿實驗室主任、復(fù)旦大學(xué)/華山醫(yī)院客座教授Gerwin Schalk認(rèn)為，神經(jīng)技術(shù)具有巨大潛力，目前相對成功的手段主要有侵入式和非侵入式兩種。侵入式應(yīng)用較多的技術(shù)包括在帕金森治療過程中使用的深部腦刺激和癲癇治療中。與侵入式手段不同，非侵入式使用場景較多集中于睡眠監(jiān)測、多睡眠造影。

他指出，神經(jīng)技術(shù)應(yīng)用的痛點在于，如何將神經(jīng)科學(xué)與工程技術(shù)相融合，進而滿足每個人的需要。

不過，在商業(yè)化過程中，腦機接口也面臨著不同的機遇與挑戰(zhàn)。燧人醫(yī)療創(chuàng)始人兼董事長蔡江表示，有創(chuàng)腦機接口和無創(chuàng)腦機接口，從不同角度出發(fā)均有著各自的優(yōu)勢和劣勢。因此，采用多模態(tài)技術(shù)融合的混合腦機接口技術(shù)，能夠更好地捕捉大腦信號，增強信號分辨率，目前已有相關(guān)產(chǎn)品落地。

現(xiàn)階段，腦機接口主要還是針對患有疾病的人，幫助他們提升生活質(zhì)量。但是，因為傳感器等電子裝置的體積仍然較大，不太容易被普通人接受，且必須在醫(yī)院里使用，并不適用于家庭場景。

腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家陶虎透露，中國在腦機接口領(lǐng)域法規(guī)審批非常嚴(yán)格，一項技術(shù)做合法合規(guī)可能需要五六年，如此次發(fā)布的產(chǎn)品，做人體臨床試驗時，倫理報告就用了一年時間才拿到。這種對合法合規(guī)的把控，其實是對病人、對醫(yī)生、對科研團隊的負(fù)責(zé)。

在他看來，如果腦機接口實現(xiàn)突破，將給人機交互的效率和速度帶來不可比擬的巨大提升。“腦機接口技術(shù)的突破，對未來世界溝通和構(gòu)建方式都是一種革命。”

腦機接口讓真實與虛幻、線下與線上、現(xiàn)實與夢境的界線不再涇渭分明，甚至被認(rèn)為是元宇宙的入口之一。隨著多元化技術(shù)的涌現(xiàn)，腦機接口產(chǎn)業(yè)的想象空間正在被打開。

　　轉(zhuǎn)自： 21世紀(jì)經(jīng)濟報道

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