“思維成真”、“意念操控”、讓癱瘓者“行走”、讓失語者“發(fā)聲”……讓人暢想無限可能的腦機(jī)技術(shù),無疑是今年站在“風(fēng)口”的前沿領(lǐng)域之一。
在上海發(fā)布腦機(jī)接口未來產(chǎn)業(yè)培育行動方案后,浦東一家科創(chuàng)企業(yè)階梯醫(yī)療的植入式腦機(jī),完成全國首例醫(yī)療器械注冊型式檢驗,這意味著產(chǎn)品可以正式進(jìn)入臨床。而浦東新區(qū)也在前瞻性地厚植產(chǎn)業(yè)生態(tài),加速引領(lǐng)這一產(chǎn)業(yè)的技術(shù)爆發(fā)。
被植入腦機(jī)產(chǎn)品的小猴子,努力練習(xí)通過手桿,來操控屏幕上的紅、藍(lán)光標(biāo);而當(dāng)飼養(yǎng)員悄悄拔掉手桿連接線后,小猴子依然會認(rèn)為,只要轉(zhuǎn)動手桿讓藍(lán)光標(biāo)碰撞到紅光標(biāo),就能獲得獎勵。此時,猴子其實已經(jīng)是在腦控光標(biāo),完成打字了。
“在顱骨上開個小窗,大概三到五毫米,兩根電極就可以通過這個小窗進(jìn)去,這可以算作一個微創(chuàng)手術(shù)?!边@套無線植入式腦機(jī)系統(tǒng)由浦東自貿(mào)區(qū)內(nèi)的一家腦機(jī)接口企業(yè)研發(fā)。植入猴子大腦皮層中的電極,通過解碼運(yùn)動神經(jīng)信號,轉(zhuǎn)換成屏幕上的光標(biāo)控制,它走的是和馬斯克 Neuralink腦機(jī)同樣的“侵入式”技術(shù)路線。產(chǎn)品的關(guān)鍵核心——電極,做到了只有一根頭發(fā)絲的百分之一,這樣可以最大限度減少侵入性損傷。企業(yè)也因此獲得植入式腦機(jī)接口技術(shù)在中國最大的一筆融資——3.5億元人民幣。
今年初,這套設(shè)備已成為全國首例完成醫(yī)療器械注冊型式檢驗的“侵入式”產(chǎn)品,可進(jìn)入臨床試驗階段,目前已經(jīng)在招募患者。而第一步也是離現(xiàn)實最近的應(yīng)用,就是通過腦機(jī)來幫助癱瘓、失語等人群改善生活質(zhì)量?!鞍汛竽X里面的信號提取出來之后,去控制一些外部設(shè)備,比如說像控制光標(biāo)、控制手機(jī)或者平板之類的,發(fā)生高位截癱或者疾病的狀態(tài),可能就需要這種腦機(jī)接口的設(shè)備,去幫助他恢復(fù)和電腦的直接交互。”階梯醫(yī)療創(chuàng)始人李雪介紹。
相對“侵入式”,“非侵入式”腦機(jī)走得更快。張江有類腦企業(yè)已經(jīng)能運(yùn)用“非侵入式”腦機(jī)接口技術(shù),實現(xiàn)對游戲《黑神話悟空》的連續(xù)、精準(zhǔn)操控。不需要鼠標(biāo)、鍵盤、手柄等設(shè)備,人腦只要思考要做的動作,就能輸出控制指令。
人類對于大腦的研究已持續(xù)百年,腦機(jī)接口概念的提出也有近40年。這幾年得益于柔性材料、AI、腦電研究等各類技術(shù)平行推進(jìn);腦機(jī)接口技術(shù)也在持續(xù)突破。由于它處在上海三大先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)——集成電路、生物醫(yī)療和人工智能的交叉點上,因此在相關(guān)產(chǎn)業(yè)底子豐厚的浦東,腦機(jī)企業(yè)數(shù)量已占全市近三分之一。
浦東新區(qū)科經(jīng)委總工程師凌剛介紹:“浦東從腦機(jī)接口的全產(chǎn)業(yè)鏈來說,一個是底層的,包括集成電路的設(shè)計、制造等相關(guān)的人才企業(yè),都可以為這個產(chǎn)業(yè)形成支撐;從腦機(jī)接口的分類角度說,全植入、半植入,包括非植入都有布局,從整個鏈條來說,是比較完整的。”
不過,無論是“侵入式”還是“非侵入式”,目前的產(chǎn)品還是個體定制化的,一旦換一個人就要重新建模,因此泛化性較差。目前,浦東已有企業(yè)在前瞻性布局底層算法:用海量的腦電數(shù)據(jù)為“燃料”訓(xùn)練腦電大模型,未來有望賦能所有腦機(jī)接口產(chǎn)品。
中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所 研究員李孟認(rèn)為:“基本上就是借鑒語言大模型的思路,說白了就是‘見多識廣’。我們看到過很多人在不同狀態(tài)下的腦電變化,所以把腦電里面本真的這種特征,應(yīng)用在不同的場景下,就不用再進(jìn)行定制化的訓(xùn)練?!?/p>
解鎖大腦的“沉默密碼”,讓科幻迅速照進(jìn)現(xiàn)實,上海今年已發(fā)布腦機(jī)接口未來產(chǎn)業(yè)培育行動方案;國家也已把腦機(jī)接口的植入取出手術(shù)納入醫(yī)保支付范圍。從“腦控”起步,之后再走向“控腦”,也許未來是治療抑郁癥、帕金森等腦科學(xué)難題的方向。腦機(jī),到底能幫人類“鏈接”哪些可能性,每個人都可以展開“未來之問”。
前沿科技的每一步突破,都并非偶然,它必然是一個厚積薄發(fā)的過程。2024年,浦東三大先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)規(guī)模已突破8300億元,占全市比重45.9%,這種“熱帶雨林”式的產(chǎn)業(yè)生態(tài)、多學(xué)科的交叉協(xié)同、齊頭并進(jìn),才是硬核科技成果持續(xù)涌現(xiàn)的底層動力。
編輯: | 尤穎慧 |
視頻編輯: | 王岑峰 |
攝像: | 李剛 顧克軍 蔣文越 |
責(zé)編: | 顧怡玫 |
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