科幻电影里的“意念控制”距离我们到底还有多远?

两个月前,被称为“硅谷钢铁侠”的马斯克宣布旗下Neuralink公司最新研发的脑机接口系统已在猴子身上进行实验,能让猴子用大脑来控制电脑,如果FDA批准,将于2020年在人体上做试验。这意味着人类通过“意念”实现信息的传输将不再是梦。

“未来已来。脑机接口已然成为技术上的新风口。”有业内人士这样评价道。

国外的脑机接口技术发展势头迅猛显而易见,那么,国内的脑机接口技术进程发展得怎么样了?近日,动脉网有幸采访到了国内首个将脑机接口产业化的企业——博睿康科技(常州)股份有限公司(以下简称“博睿康”),博睿康CEO黄肖山就旗下脑机接口产品及科研成果做了相关解读。

脑机接口已逐步进入应用层面

脑机接口,又称作“大脑端口”或“脑机融合感知 ”,它是在人或动物脑与外部设备间建立的直接连接通路。

脑机接口是一项门槛高、要求复杂的系统性工程,不仅涉及神经科学、认知科学、神经工程等核心学科,还涉及材料科学、电子工程、等多学科领域的知识支撑。

脑机接口基本的实现步骤可以分为两步:一、信号采集,二、数据分析与反馈。脑机接口的分类有:有创和无创。

(图注:SSVEP控制无人机)

有创意味着接口直接植入到大脑的灰质,因而所获取的神经信号质量比较高。但其缺点是容易引发免疫反应和愈伤组织(疤),进而导致信号质量的衰退甚至消失。但不可否认的是,“有创”获得的脑电信号是最为直接的。

无创的脑机接口不进入大脑,多以脑电帽的形式佩戴于人脑上,但由于颅骨对信号的衰减作用和对神经元发出的电磁波的分散和模糊效应,记录到信号的分辨率并不高,很难确定发出信号的精确脑区或者相关的单个神经元的放电。

“有创比无创风险高,但捕捉的信息更准确。目前,无论是有创形式还是无创形式的脑机接口,多应用于医疗健康领域。此外,相比较于有创脑机接口,无创形式的脑机接口更易应用于消费电子领域。”黄肖山告诉动脉网。

他指出,截止目前,国内外对脑机接口的研究接近半个世纪。国外技术较为超前的是BrainGate和Neuralink的“人脑”、Facebook的意念实时语音转换等。

国内的脑机接口虽然起步较晚,但目前在无创脑机接口领域已经取得了举世瞩目的成就,博睿康所依托的清华大学神经工程实验室,研发出了目前全世界通讯速率最高的无创脑机接口系统,使中国在国际脑机接口领域占有了一席之地。

此外,在今年的世界大会“BCI脑控机器人大赛暨第三届中国脑机接口比赛”中,来自天津大学的魏斯文以每分钟在电脑屏幕输出691.55比特(相当于每分钟输出69个汉字)的成绩,创造了中国利用脑机接口技术打字的新纪录。博睿康负责为此次大赛提供脑机接口信号采集设备和数据分析平台。

除以上突出成果外,作为国内脑机接口技术的领头羊,博睿康在医疗领域的研发成果,也十分喜人。

为医疗赋能,博睿康多项脑机产品陆续投入临床

博睿康是国内神经科技领域的知名企业。依托于清华大学自主创新、国际领先的“脑-机接口”技术,博睿康致力于神经科学、心理学、神经工程等领域的创新研究,为临床神经疾病诊断、治疗与康复提供专业、完整的解决方案。

博睿康的核心团队由深耕脑机接口领域数十年的清华大学神经工程实验室高科技人才,以及临床神经领域的医疗市场专家组成。科研人员占了全公司人数的一半以上。“早期我们专注于在实验室做技术,从承担国家十二五的科技支撑计划之后,公司逐步迈向产品化进程。”黄肖山告诉动脉网。

“近年来,脑机接口在医疗健康领域应用前景不错,市场空间很大,且较为容易产业化。因此我们的研发重心也放在该领域。”黄肖山介绍。

(图注:智能同步中心-多参数同步器-无线脑电放大器)

公司自主研发的无线脑电采集系统、数字脑电图机(已取得医疗器械注册证)等产品已经广泛应用于脑科学研究和医疗领域。高频高导联脑电采集系统、脑功能监护仪等产品也已完成产品研发,预计近期即可取得医疗器械注册证。

“高频高导联脑电采集系统用于神经外科手术辅助定位,其通道数、采样率等核心指标已达到甚至超越国际一线产品。”黄肖山表示,作为科技部“十二五”医疗器械重点专项,目前此产品正在广泛地普及当中。

(图注:高频数字脑电图机局部)

“下一步我们计划扩展脑机接口在治疗领域的应用,加快产业化进程。”黄肖山说道。

加速“脑机接口”介入神经疾病诊疗,研发微创脑闭环反馈刺激系统

目前,博睿康正在研发微创脑闭环反馈刺激系统。该系统采用微创植入避免感染,满足长期使用,采集与刺激闭环,实现智能调控;以治疗癫痫病为例,即通过在癫痫发作前的特征信号预警,触发电刺激,从而达到抑制癫痫发作的成效。

“这项技术将于近期完成动物试验。”黄肖山补充道,微创脑闭环反馈刺激系统已获得科技部十三五重点专项支持。

此外,公司还在着手研发脑机智能主动康复系统,将适用于中风等神经疾病损伤康复、ADHD干预治疗。“我们已经开展脑机智能主动康复系统CFDA/FDA临床试验,预临床试验效果显著,期待未来投入市场。”黄肖山说道。

基于其强大的研发实力和广阔的市场前景,博睿康受到了各界资本的青睐,获得多轮融资。其中最近一次在2019年8月完成,融资金额高达6000万元人民币。

黄肖山表示,在国内脑机接口领域,博睿康虽已取得一定的成绩,但这对于博睿康来说,还只是开始。“让脑机接口技术有更多的应用场景落地,是我们不断努力的方向。未来脑机接口的技术革新,将真正实现把科幻场景搬入现实。”黄肖山说。

最后,黄肖山告诉动脉网:“脑机接口的赛道足够宽广,是一个可以用一辈子时间去做的事业,期待中国的脑机接口技术与世界角逐。”

文 | 徐文娟

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