? ? ? ?觸摸意識(shí)前沿,腦科學(xué)研究找到“金鑰匙”。
? ? ? ?8月25日,在武漢衷華腦機(jī)融合科技發(fā)展有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“衷華腦機(jī)”),隨著該公司獨(dú)立自主研發(fā)的“植入式腦機(jī)接口系統(tǒng)”通過(guò)了由11位頂尖科學(xué)家組成專(zhuān)家組的科技成果評(píng)價(jià),標(biāo)志著我國(guó)腦機(jī)接口行業(yè)技術(shù)取得重大突破。
? ? ? ?當(dāng)日,衷華腦機(jī)首席科學(xué)家黃立接受了湖北日?qǐng)?bào)全媒記者獨(dú)家專(zhuān)訪,揭秘腦機(jī)接口研發(fā)創(chuàng)新成果,暢想中國(guó)腦科學(xué)研究的光明未來(lái)。
正向技術(shù)打造純國(guó)產(chǎn)腦機(jī)
? ? ? ?人類(lèi)通過(guò)腦機(jī)接口連接虛擬世界,《黑客帝國(guó)》等科幻電影描述的未來(lái)場(chǎng)景,讓人們對(duì)腦科學(xué)研究充滿好奇。 ? ? ? ?“人腦是個(gè)巨大的金礦,且從未有人進(jìn)入。一旦進(jìn)入,滿地皆是寶藏,俯拾即是。”在黃立看來(lái),在腦科學(xué)領(lǐng)域,有成千上萬(wàn)的課題可以去研究,任何一個(gè)課題突破可能都是震驚世界的研究成果,而腦機(jī)接口就是進(jìn)入這座金礦的“金鑰匙”。 ? ? ? ?要鑄造這把“金鑰匙”,只有靠中國(guó)人自己。 ? ? ? ?黃立稱(chēng),西方在腦機(jī)接口研究領(lǐng)域起步較早,如馬斯克創(chuàng)辦的Neuralink公司已取得不少知名成果。與此同時(shí),西方對(duì)我國(guó)多次出臺(tái)政策法案管控,先進(jìn)的腦機(jī)接口產(chǎn)品不賣(mài)給中國(guó),技術(shù)更不可能讓中國(guó)掌握。為此,4年前,他與研發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始攻關(guān),完成了芯片、封裝、設(shè)備工藝、通信模塊、AI算法、系統(tǒng)軟件等植入式腦機(jī)接口系統(tǒng)全鏈條自主研發(fā),已取得100余項(xiàng)專(zhuān)利?!皬?到100都是原創(chuàng)正向技術(shù),我們每走一步都部署了專(zhuān)利覆蓋,別人想抄我們、突破我們,也造個(gè)同樣性能的腦機(jī)接口,是非常難的事了。”黃立說(shuō)。
? ? ? ?有了金剛鉆,才攬瓷器活。衷華腦機(jī)提出了“云腦”計(jì)劃——在北京、武漢、成都、上海、廣州建立5個(gè)實(shí)驗(yàn)室,聯(lián)合國(guó)內(nèi)醫(yī)療機(jī)構(gòu)和科研院校,加快推動(dòng)腦科學(xué)研究和技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。
? ? ? ?黃立希望在未來(lái)3到5年,世界一大半腦科學(xué)新成果能誕生在中國(guó),推動(dòng)中國(guó)成為全球腦科學(xué)研究科技高地,助力湖北加快建設(shè)全國(guó)構(gòu)建新發(fā)展格局先行區(qū)。
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癲癇治療有了新路徑 ? ? ? ?8月25日,衷華腦機(jī)“植入式腦機(jī)接口系統(tǒng)”科技成果評(píng)價(jià)會(huì)結(jié)束后,我國(guó)神經(jīng)外科著名專(zhuān)家、中國(guó)科學(xué)院院士趙繼宗興奮地走出會(huì)場(chǎng),用“非常震撼”一詞來(lái)形容衷華腦機(jī)的最新成果,他直言“如果腦機(jī)接口在臨床上成功應(yīng)用,將是人類(lèi)醫(yī)學(xué)史的里程碑事件”。 ? ? ? ?與馬斯克Neuralink等公司相比,衷華腦機(jī)到底強(qiáng)在哪? ? ? ? ?變“單向讀取”為“雙向讀寫(xiě)”是革命性變化之一。衷華腦機(jī)獨(dú)立開(kāi)發(fā)的雙向神經(jīng)信號(hào)測(cè)量與調(diào)控芯片,不僅可讀取大腦神經(jīng)電信號(hào),還可通過(guò)電流刺激等方式,向大腦發(fā)送信號(hào)。 ? ? ? ?以癲癇為例,這種病人腦內(nèi)異常的“電風(fēng)暴”放電具有隨機(jī)性,幾個(gè)月甚至一年都不會(huì)發(fā)病,導(dǎo)致只能單向測(cè)量信號(hào)的腦機(jī)接口難以排查病癥所在。而雙向讀寫(xiě)的腦機(jī)接口能任意編程,給大腦不同區(qū)域刺激信號(hào)誘發(fā)癲癇,進(jìn)而精準(zhǔn)鎖定問(wèn)題區(qū)域,通過(guò)大電流熔斷等方式,消融問(wèn)題神經(jīng),為癲癇治療提供新路徑。
? ? ? ?腦機(jī)接口最重要的部件是微電極,衷華腦機(jī)創(chuàng)造性開(kāi)發(fā)的“微針”制備工藝是另一大亮點(diǎn)——其“微針”陣列最大通道數(shù)達(dá)到65536個(gè),是馬斯克Neuralink公司的20倍,對(duì)大腦探測(cè)面積更大、精度更準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)神經(jīng)信號(hào)就地?cái)?shù)字化輸出,大幅提升信噪比,降低傳輸過(guò)程中信號(hào)干擾。同時(shí),在“微針”植入效率上,馬斯克Neuralink公司部署3072個(gè)通道電極需植入48次,而衷華腦機(jī)的超高密度“微針”陣列可一次植入。
? ? ? ?在腦電信號(hào)傳輸上,衷華腦機(jī)研發(fā)了USB、光纖、藍(lán)牙、UWB和毫米波等多種通信模塊,能通過(guò)有線或無(wú)線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)與指令傳輸,搭配神經(jīng)信號(hào)處理算法與AI算法,為腦科學(xué)研究提供了“數(shù)字底座”。
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促進(jìn)湖北數(shù)字產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動(dòng)發(fā)展 ? ? ? ?十幾年前,人們很難想象手機(jī)有今天如此強(qiáng)大的功能。正如腦機(jī)接口打開(kāi)腦科學(xué)大門(mén)一樣,一些科幻和想象有望成為現(xiàn)實(shí)。 ? ? ? ?目前,衷華腦機(jī)已研制出數(shù)十個(gè)品種的“微針”,既可用于人腦,也可用于脊椎、眼球、四肢或腹腔臟器等,實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口與其他部位的神經(jīng)接口雙向信號(hào)聯(lián)動(dòng),還原人體的真實(shí)反饋。 ? ? ? ?如,手、腳等肢體斷了,目前安裝的假肢感受不到觸覺(jué)。而通過(guò)腦機(jī)接口與神經(jīng)接口聯(lián)動(dòng),只要找到了控制肢體的相關(guān)神經(jīng),便能賦予假肢真實(shí)觸感和意念控制,讓機(jī)械臂、機(jī)械腿與人融為一體,將科幻電影里描述的場(chǎng)景搬進(jìn)現(xiàn)實(shí)。 ? ? ? ?針對(duì)做過(guò)眼球摘除手術(shù)的病人,只要視神經(jīng)健在,可通過(guò)神經(jīng)接口連接外部攝像頭,實(shí)現(xiàn)盲人復(fù)明;若導(dǎo)入電視直播信號(hào),盲人便能看電視;若安裝長(zhǎng)焦紅外攝像頭,盲人在夜里也能當(dāng)“千里眼”。
? ? ? ?黃立認(rèn)為,腦機(jī)接口與神經(jīng)接口聯(lián)動(dòng),可用于老年癡呆、癲癇、帕金森等疾病的研究與診療,讓眼球壞死的病人復(fù)明、讓耳神經(jīng)完全損壞的病人重獲聽(tīng)覺(jué)、半身不遂病人重新站立行走、讓重度失眠患者擁有深度睡眠、幫癮君子迅速戒除毒癮,讓許多過(guò)去無(wú)法實(shí)現(xiàn)的醫(yī)療應(yīng)用成為可能。
? ? ? ?據(jù)衷華腦機(jī)測(cè)算,65536通道的腦機(jī)接口接入大腦后,每秒可產(chǎn)生高達(dá)13個(gè)GB的腦神經(jīng)數(shù)據(jù),這是一筆巨大的數(shù)字財(cái)富,有望促進(jìn)湖北生物醫(yī)療、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI等配套產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動(dòng)發(fā)展,加速打造全國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展高地。
? ? ? ?黃立坦言,隨著腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,未來(lái)人用意念指揮工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸,甚至用腦機(jī)接口快速學(xué)習(xí)一門(mén)語(yǔ)言都有可能,元宇宙世界將真正被打開(kāi),推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)不斷進(jìn)步。