腦機(jī)接口最新科研進(jìn)展，以“半侵入性”方式植入大腦！

前不久，美國(guó)腦機(jī)接口公司Precision Neuroscience在其網(wǎng)站上公布了其最新科研進(jìn)展，稱(chēng)公司正在開(kāi)發(fā)一種新的設(shè)備，旨在構(gòu)建大腦人工皮層，以幫助癱瘓患者使用神經(jīng)信號(hào)來(lái)操作數(shù)字設(shè)備。

Precision公司由馬斯克腦機(jī)接口公司Neuralink的另外兩名聯(lián)合創(chuàng)始人Michael Mager和Benjamin Rapoport共同創(chuàng)立。據(jù)該公司介紹，Precision已成功使用“第7層”設(shè)備解碼動(dòng)物神經(jīng)信號(hào)，未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)有望獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)，在人體上測(cè)試該技術(shù)。

人類(lèi)大腦皮層由六個(gè)細(xì)胞層組成，Precision的科學(xué)家和工程師所做的工作是在六層細(xì)胞表面再人工構(gòu)建“第七層”皮質(zhì)接口，以一種“半侵入性”的方式植入大腦中。公司稱(chēng)這意味著患有漸凍人癥（ALS）等嚴(yán)重退行性疾病的患者將重新獲得通過(guò)移動(dòng)光標(biāo)、打字甚至用意念的方式訪問(wèn)社交媒體與外界交流的能力。

與目前市場(chǎng)上從事腦機(jī)接口設(shè)備研發(fā)的企業(yè)相似，Precision公司研制的“第七層”設(shè)備本質(zhì)上而言是一個(gè)柔性電極陣列，但它的特點(diǎn)在于超薄，厚度僅有頭發(fā)絲的五分之一，與大腦表面貼合后而不易損壞腦組織。

這種半侵入式的植入設(shè)備介于深度腦植入與外部腦刺激設(shè)備之間。好處是可以減少侵入性外科手術(shù)對(duì)大腦的傷害（手術(shù)創(chuàng)口不到1毫米），同時(shí)對(duì)大腦信號(hào)提取的精準(zhǔn)度要高于外部連接設(shè)備；缺點(diǎn)是由于該設(shè)備是貼附在大腦表層，能夠處理的大腦信號(hào)僅限于大腦皮層信號(hào)，無(wú)法提取大腦深層的控制記憶、情緒等高級(jí)認(rèn)知的信號(hào)。

圖片來(lái)源：Precision公司官網(wǎng)視頻

其實(shí)腦機(jī)接口最早的研究角度是軍事。早在1970年，加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）就開(kāi)始研究BCI，由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助，隨后拿到了國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）的合同?？磕X控來(lái)遙控直升機(jī)、解析密碼之類(lèi)的操作。

而目前來(lái)看，普通人能夠從腦機(jī)接口中很快受益的。主要有兩類(lèi)，一是患者。2017年彼得·斯科特確診患有漸凍癥，不得不進(jìn)行全喉頭切除手術(shù)。在手術(shù)之前，他錄制了15個(gè)小時(shí)的音頻語(yǔ)料，用AI進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)。手術(shù)之后，通過(guò)腦機(jī)接口來(lái)采集腦電波，AI學(xué)習(xí)他的表述習(xí)慣，通過(guò)上下文感知來(lái)預(yù)測(cè)下一個(gè)詞會(huì)輸入什么，然后用合成語(yǔ)音講出來(lái)。

而且近年來(lái)腦機(jī)接口有較明顯的發(fā)展，比如從侵入式到非侵入式。腦控在專(zhuān)業(yè)醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，長(zhǎng)期以來(lái)是通過(guò)侵入式BCI來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不過(guò)近年來(lái)非侵入式BCI也開(kāi)始在醫(yī)療場(chǎng)景下表現(xiàn)出一定效果，這對(duì)于更多患者而言更為有利，畢竟侵入式手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用都更高。

另一類(lèi)是極客。非侵入式腦機(jī)接口雖然采集信號(hào)比較粗糙，無(wú)法進(jìn)行精確操作。不過(guò)作為可穿戴設(shè)備，進(jìn)行簡(jiǎn)單的交互和娛樂(lè)倒是可以，比如腦控游戲、腦控元宇宙等。韓國(guó)的Looxid Labs，就在VR眼鏡中嵌入了腦電波傳感器，用來(lái)收集用戶(hù)的情緒數(shù)據(jù)，以確定用戶(hù)在觀看廣告時(shí)的情緒狀態(tài)，從而支持更好的廣告投放策略。

Neurable公司則開(kāi)發(fā)了世界上第一款腦控VR游戲，玩家坐在電腦前戴著腦電圖耳機(jī)，就能遙控駕駛汽車(chē)。2021年這家公司又推出了Enten 耳機(jī)，用智能技術(shù)檢測(cè)注意力，幫助用戶(hù)培養(yǎng)專(zhuān)注的習(xí)慣。這似乎很適合用在學(xué)生的教育場(chǎng)景上。

國(guó)內(nèi)的達(dá)摩院、天橋研究院、科大訊飛、漢王科技等企業(yè)，也已經(jīng)圍繞腦機(jī)接口和人工智能等領(lǐng)域展開(kāi)研究。中國(guó)對(duì)于腦機(jī)接口技術(shù)的研究極為重視，2023年2月8日，腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立大會(huì)在中國(guó)信息通信研究院舉辦。據(jù)介紹，腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟由中國(guó)信通院聯(lián)合幾十家腦機(jī)接口領(lǐng)域高校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)共同發(fā)起成立。

中國(guó)工程院院士張平、工業(yè)和信息化部科技司副司長(zhǎng)任愛(ài)光在致辭中指出，腦機(jī)接口是未來(lái)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，構(gòu)建和培育腦機(jī)接口技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)、促進(jìn)應(yīng)用發(fā)展，已成為打造腦機(jī)接口技術(shù)產(chǎn)業(yè)新優(yōu)勢(shì)的重要方式。成立腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，在科研成果轉(zhuǎn)化、應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)拓、供應(yīng)鏈建設(shè)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定、人才培養(yǎng)和創(chuàng)業(yè)投融資等方面具有重要意義。

可以看到腦機(jī)接口的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，從最初普遍認(rèn)為腦機(jī)接口的未來(lái)將率先應(yīng)用于醫(yī)療康復(fù)行業(yè)，近年來(lái)其下游應(yīng)用市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，包括元宇宙、智能駕駛等。根據(jù)麥肯錫《The BioRevolution Report》預(yù)計(jì)，未來(lái)10到20年全球腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生700億至2000億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。預(yù)計(jì)未來(lái)無(wú)論是醫(yī)療應(yīng)用還是日?？纱┐髟O(shè)備，會(huì)有更多機(jī)構(gòu)加入到腦機(jī)接口領(lǐng)域中來(lái)，加速產(chǎn)品創(chuàng)新優(yōu)化迭代，腦機(jī)接口技術(shù)將會(huì)為人類(lèi)生活創(chuàng)造出更多可能性。

審核編輯 ：李倩