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人工智能(AI)与脑科学的交叉融合,正在为人类神经领域医学研究和疾病治疗提供前沿方法。

在今日的世界人工智能大会上,一款“脑机接口集成式颅顶半植入医用级BCI产品”正式对外发布,这也是国内脑机接口(BCI)领域首个半侵入式设备,“这一设备体积32cc,重量仅38克,颠覆了传统医疗器械半手工制备方式,实现了高通量、高密度、超柔性等特点;该设备全球独创的蚕丝蛋白电极包裹技术,可在植入大脑皮层2~3毫米时自动躲避血管、进一步减小损伤。”脑虎科技创始人兼CEO彭雷表示。

(图为脑机接口集成式颅顶半植入医用级BCI产品)

第一财经记者了解到,在去年大会上,中科院上海微系统所副所长陶虎凭借“微创植入式高通量柔性脑机接口”项目,荣获了2021年WAIC卓越AI引领者奖;时隔1年,陶虎携手中科大同学彭雷,将该技术实现了设备上的落地以及一些医学科研层面的初步应用。

“治病救人是脑机接口技术研发的第一任务。渐冻症、高位截瘫、失语症这3个病症都属于运动感知功能受损,通过脑机接口技术,虽然患者不能说话,但仍然可以用意念合成语言,并选择合成哪种语言;虽然患者肢体不能动,但仍然可以控制外部机械装备。“陶虎告诉记者。

脑机接口,是大脑与外部环境之间建立的一种全新的、不依赖于外周神经和肌肉的交流与控制通道,能够实现大脑与外部设备的交互下,脑机接口可起到监测、替代、恢复、增强等作用,并有望用于帕金森疾病、癫痫等一系列神经领域疾病的的治疗、康复。

“继去年12月脑机接口公司Synchron使患有肌萎缩侧索硬化症(ALS)的患者通过脑机接口技术直接在社交媒体上发送消息,以及今年《自然》杂志公布了人类意念打字可实现99%的准确率后,我们认为,该技术将迎来重大发展拐点。”彭雷告诉记者,脑机接口是一项复杂工程,是微电子、医疗器械、芯片、材料学、算法、神经科学、心理学等多学科的交叉,但随着这些各领域底层技术的不断突破,将使得脑机接口技术进一步落地。

比如,微电子领域,我国MEMS(微机电系统)产品规模每年以23%的速度递升、仅医疗领域应用场景占比超过10%;芯片领域,国内AI芯片的制程技术可实现从28纳米降至3纳米;再比如,材料学领域,更多具有生物相容性的新兴材料如蚕丝蛋白、聚乳酸等。

事实上,作为前沿神经医学领域的资深专家,华山医院院长毛颖也在今日表示,在临床应用上,脑机接口技术可以帮助使得病人在麻醉状态下正中神经电刺激诱发被动脑电响应,“该技术可以实现手运动区在脑神经中的定位,这一定位的平均精准度已达到86.86%,未来,该技术可以更好地保护好病人在手、脚、认知、语言等神经功能区,将微创损伤降到最低。”

记者在业内了解到,当下,上述脑机接口技术统已通过华山医院、瑞金医院等医疗机构的临床试验伦理审批,并正在开展针对渐冻症、高位截瘫等重大神经疾病诊治的柔性脑机接口人体临床应用验证。

“下阶段的第一个5年内,脑机接口会面向科研及医疗领域,帮助渐冻症、高位截瘫、视觉/听觉障碍等患者进一步治疗;而在第二个5年内,脑机接口将覆盖健康、游戏、教育等领域,帮助儿童提升注意力、缓解多动症等;未来,脑机接口技术有望实现知识、情感、记忆的共存,从人机共生实现人机孪生。”彭雷告诉记者。

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邹臻杰

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脑机接口渐冻症阿尔茨海默症华山医院

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