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70、“上人”实验——人体实验完成 ...
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完成上人实验!国内柔性脑机接口技术获得重大进展
脑机接口是人类脑机化的重要工具,其系统相当复杂,涉及医疗器械、芯片、材料、算法、机器人、医学、伦理、神经科学、心理学等多个学科的交叉。其目标是最大限度利用大脑功能,同时最低限度损伤大脑。2021年开始,脑机接口产业化进入加速期。日前,在第二届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛上,上海脑虎科技有限公司创始人、CEO彭雷就脑机接口材料进行了深入分析和探讨。
目前,就侵入式脑机接口技术路线而言,市场上主要有三种:第一种是硅基硬质电极系统,能同时记录96个通道,已应用于临床;第二种是血管电极系统,能同时记录16个通道;第三种是柔性电极,能三维记录1024个通道。这些技术路线在过去十年里得到了显著发展。
Neuralink的柔性深部电极是一个值得关注的技术成果。该电极通过手术机器人植入大脑,并已获准进行首次人体临床试验。在实验中,电极被植入小猪的大脑,让猪在跑步机上走路,通过解码其运动皮层来判断运动信号与步态之间的关系。2021年,该技术成功应用于猴子,使猴子能通过意念实现运动控制,例如打电子游戏。
然而,要实现柔性脑机接口的长期推广,业界面临着三个核心问题:高通量、低创伤和长期在体。
高通量是指记录神经元的数量。目前的技术路线通道数从16到1024不等,但相对于大脑的800亿神经元来说,这只是非常小的一部分。虽然不知道需要记录多少神经元信号才能解释大脑的工作原理,但通道数肯定会增加。低创伤是指手术植入过程中的创口要越来越小,甚至可能变成缝或孔。长期在体则是指脑机接口需要在体内长期稳定工作。
针对这三个问题,脑虎科技推出了柔性脑机接口技术,该公司创始人之一是中科院上海微系统所副所长、传感技术国家重点实验室的陶虎博士。脑虎科技的核心技术在于使用光科技制造出高通量、高密度、超柔性的电极。这些电极采用MEMS工艺制作,不仅具备高效能,还十分柔韧,能够适应大脑的复杂结构。彭雷表示,在植入技术上,脑虎科技正在探索一种创新的技术路线,利用蚕丝蛋白将柔性电极包裹,使其在植入时能避开血管,减少对大脑的损伤。这种植入方式先硬后软,可以让电极顺利植入到大脑皮层。
在短短两年时间里,脑虎科技已经推出了一整套工业化的脑机接口解决方案,覆盖了从电极、芯片、手术机器人到软件算法的完整生态,为科研和医疗领域提供了强大的支持。
此外,脑虎科技在动物实验和临床实验方面也取得了显著的成果。他们成功地进行了小鼠、兔子、狗、猴等动物的实验,并在国内率先完成了一系列上人的实验。这些实验不仅验证了脑虎科技的技术的有效性,也为未来的研究和应用提供了宝贵的经验。
在实验中,脑虎科技展示了其技术的实际应用。例如,该公司用全套自主研发的电极植入体和脑电算法平台,成功地解码了猴子运动区的脑电信号,实现了对猴子运动的精准控制。这一成果证明了脑虎科技的技术的潜力,为未来的研究和应用提供了新的可能。
此外,脑虎科技还在人类患者中进行了实验。该公司与华山医院合作,在术中植入了电极,并成功地解码了患者的语言信号。这项实验不仅证明了脑虎科技技术的可行性,也为语言障碍患者的治疗提供了新的思路。
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作为一家创新型的科技公司,脑虎科技已经获得了不少荣誉和投资。他们的技术获得了人工智能大会的最高奖和MIT的奖项,融资也达到了3.3亿人民币。彭雷表示,脑虎科技正以其先进的技术和卓越的成果,引领着大脑探索的革命。他们期待将自己的技术和能力赋能给更多的科学家和医疗机构,共同探索大脑的无限可能。