技術(shù)
導(dǎo)讀:近日,我國(guó)首例“腦機(jī)接口”反應(yīng)性閉環(huán)神經(jīng)刺激系統(tǒng)植入手術(shù)順利完成。該系統(tǒng)的植入,意味著我國(guó)具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“腦機(jī)接口”高新技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)走到了全方位臨床使用前的最后一步。
近日,我國(guó)首例“腦機(jī)接口”反應(yīng)性閉環(huán)神經(jīng)刺激系統(tǒng)植入手術(shù)順利完成。該系統(tǒng)的植入,意味著我國(guó)具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“腦機(jī)接口”高新技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)走到了全方位臨床使用前的最后一步。
據(jù)悉,閉環(huán)反應(yīng)性神經(jīng)刺激系統(tǒng)為“腦機(jī)接口”在臨床領(lǐng)域的重要應(yīng)用,該技術(shù)通過將人工智能芯片植入顱骨,顱內(nèi)電極植入腦內(nèi),晝夜無間斷監(jiān)測(cè)腦電節(jié)律,一旦預(yù)測(cè)到即將發(fā)生的癲癇就會(huì)啟動(dòng)外源性干擾節(jié)律,直接阻斷致癇灶內(nèi)的癲癇形成。
影像評(píng)估
賽博朋克技術(shù)的又一次實(shí)現(xiàn)
對(duì)未來科技感興趣的朋友應(yīng)該對(duì)《賽博朋克2077》游戲不陌生,在游戲中,你可以體驗(yàn)到不同的“黑科技“帶來的新鮮刺激感,例如機(jī)器人、AR、VR、仿生人、記憶移植技術(shù)、智能追蹤武器等。而作為其中代表性的技術(shù)之一,仿生人技術(shù)與此次的腦機(jī)接口就有異曲同工之處。
仿生人是將機(jī)械與人進(jìn)行結(jié)合,人可以通過機(jī)械獲得更好的能力,通過“讀取”大腦的基本指令實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的控制。
而腦機(jī)接口則要求我們不僅需要讀取大腦中的信息,還需要可以“寫入”,即除了能夠感知信息之外,還要能做出反應(yīng)。作為是一種用戶界面,用戶可通過計(jì)算機(jī)讀取腦中的信息,經(jīng)過計(jì)算處理,讓信號(hào)轉(zhuǎn)化為相關(guān)的反饋指令,計(jì)算機(jī)可以接受大腦傳來的命令,或者也可以發(fā)送信號(hào)到大腦。
正如新聞所提到的,腦機(jī)接口不僅可以做到檢測(cè)危險(xiǎn)信號(hào),同時(shí)還能對(duì)其進(jìn)行干擾和阻止,從而防止危險(xiǎn)行為發(fā)生。醫(yī)療領(lǐng)域有了腦機(jī)接口技術(shù),更多的患者即將獲得重生的希望。
腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展歷程
據(jù)悉,腦機(jī)接口的形式,可按照在大腦中的采集位置分為非侵入、半侵入式和侵入式三種。他們之間最大的區(qū)別是,是否對(duì)大腦采用有創(chuàng)口的手術(shù)方式來獲取神經(jīng)元信息。其中,非侵入式模式僅作用于頭皮;而半侵入式則將設(shè)備植入頭皮和大腦皮層之間;侵入式則完全植入大腦皮層。
腦機(jī)接口技術(shù)看似很科幻,其實(shí)早在20世紀(jì),人們就已經(jīng)開始對(duì)其進(jìn)行研究了。
在20世紀(jì)70年代,人類第一次對(duì)面向運(yùn)動(dòng)功能的腦機(jī)接口進(jìn)行研究,并證實(shí)了猴可以在閉環(huán)的操作性條件作用后快速學(xué)會(huì)并可以自由地控制初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層中單個(gè)神經(jīng)元的放電頻率。不過該階段大多都是對(duì)動(dòng)物進(jìn)行研究,直到20世紀(jì)90年代,面向運(yùn)動(dòng)的腦機(jī)接口有了迅速的發(fā)展,人們可以通過技術(shù)實(shí)時(shí)捕捉神經(jīng)信號(hào),并控制外部設(shè)備。
得益于多年來對(duì)動(dòng)物進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),腦機(jī)接口技術(shù)逐漸應(yīng)用到人體,早期的植入設(shè)備例如人工耳蝸等可以幫助用于恢復(fù)損傷的聽覺、肢體運(yùn)動(dòng)能力和視覺等。
最令人印象深刻的是,在2014年巴西世界杯開幕式上,高位截癱青年Juliano Pinto通過腦機(jī)接口技術(shù)逐漸恢復(fù)下肢運(yùn)動(dòng)功能,同時(shí)利用人工外骨骼技術(shù)驅(qū)動(dòng)外骨骼機(jī)器人行走,從而實(shí)現(xiàn)開球。
在我國(guó),浙江大學(xué)也曾在2020年完成了國(guó)內(nèi)首例植入式腦機(jī)接口臨床轉(zhuǎn)化研究,患者可以利用大腦皮層信號(hào)精準(zhǔn)控制外部機(jī)械臂與機(jī)械手,實(shí)現(xiàn)三維空間的運(yùn)動(dòng)。
近年來,隨著腦機(jī)接口技術(shù)的不斷發(fā)展,眾多企業(yè)也開始在腦機(jī)接口領(lǐng)域布局。
說到腦機(jī)接口,馬斯克投資成立的神經(jīng)科技公司Neruallink公司可以算是該領(lǐng)域的代表企業(yè)了。Neuralink曾給實(shí)驗(yàn)豬的大腦表層植入過芯片,然后將豬的大腦運(yùn)動(dòng)無線傳輸?shù)诫娔X上觀察。他們還曾在猴子的手臂和手上植入了同一枚芯片,讓猴子可以用意念控制光標(biāo)移動(dòng),接住游戲里移動(dòng)的乒乓球。
在對(duì)人體的“侵入式”腦機(jī)接口研究中,馬斯克的Neuralink公司提供了更安全的方法,它讓開顱的尺寸縮小到只有硬幣大小,從而減少對(duì)大腦的創(chuàng)傷。
除了國(guó)外的科技公司,近年來,國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)了一批以腦機(jī)接口為主營(yíng)業(yè)務(wù)的高科技企業(yè),例如研究侵入式腦機(jī)接口方向的創(chuàng)立于2011年的博???Neuracle公司,2016年創(chuàng)立的科斗腦機(jī)科技公司、2019年創(chuàng)立的寧矩 NeuraMatrix和優(yōu)腦銀河 Neural Galaxy,以及2021年創(chuàng)立的腦虎科技 NeuroXess等。利用腦機(jī)接口、人工智能等技術(shù),為醫(yī)療、娛樂、生產(chǎn)等領(lǐng)域提供技術(shù)支持。
結(jié)尾
縱觀腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展的幾十年間,人類對(duì)腦機(jī)接口的研究從動(dòng)物到人體,從微創(chuàng)到無創(chuàng),從醫(yī)療領(lǐng)域到生活其他各領(lǐng)域,給人們的生活帶來便利的同時(shí),也存有一些擔(dān)憂。畢竟腦機(jī)接口里植入的芯片,它不會(huì)有像人類一樣的情感變化,在面對(duì)決定時(shí)只有算法決定下的執(zhí)行,不會(huì)出現(xiàn)猶豫的情況。而人類是有情感的,一時(shí)的危險(xiǎn)性意識(shí)行為可能只是想想而已,并未想要付諸行動(dòng)。如果搭載了腦機(jī)接口可能就會(huì)直接執(zhí)行該行為,給社會(huì)安全帶來威脅。
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