
在我们的大脑中,数百亿个神经元像星系一样相互连接,共同控制着人类的运动和感知。大脑仅重约三磅,即约1.36公斤。其复杂的结构和神秘的功能曾被比喻为浩瀚的宇宙,因此也被科学家称为“三磅宇宙”。通往“三磅宇宙”的路径是脑机接口。在电影《阿凡达》中,人们可以通过脑机接口控制“替身”的活动。
采访记者:
新技术走出实验室
脑机接口是一种在大脑与外部设备之间建立连接并交换信息的技术。它是什么样子以及如何使用它?
总台央视记者张从景:用意念控制动作不只是科幻电影里的场景。如今,“手随心走”已成为现实,这全靠脑机交互王牌技术,而这项技术的秘密就隐藏在这所大学实验室里。
走过教学楼,记者注意到,有十多个脑机接口相关团队在进行研究。新研发的“灵犀手指”已在实验室进行测试。
央视记者张聪静:我全副武装。戴上脑机帽,电脑可以实时监测我的脑电波,还安装了机械手。现在我就试试看能不能控制脑海中的第六根机械手指。
海河脑机交互与人机融合实验室博士后王壮:通过我们的大脑电信号,然后用机器读取我们的运动意图,控制这些机器移动我们的肢体,恢复肢体,进一步提高中风康复的效率。
目前,这项科研成果正在走出实验室,并已被广泛应用。借助天津滨海高新区的孵化政策,更多申请。
总台央视记者张从景:我们面前的玩具车并不是靠人远程控制运动的。相反,它依靠旁边工作人员佩戴的脑机设备,通过意念控制汽车的运动。不仅是连帽,我头上戴的头带也能检测大脑数据。我的脑电波在这里实时显示。因为我比较活跃,思考也比较积极,所以它的波浪变化很大。它可以用来检测我们的情绪。只需几秒钟即可测量出我们的疲劳度、注意力、压力等数值,并且可以给我们的生活带来一些建议和帮助。
该负责人告诉记者,这些功能的实现有赖于关键部件的突破。
中电云脑(天津)科技有限公司负责人程龙龙:团队历经6年攻关,国产脑电采集仪具有完全自主知识产权的芯片从无到有、从无到有、走向卓越。从性能上看,它可以与国际商用芯片相媲美,甚至在脑计算机的主要技术指标上超过国际商用芯片。今年年底明年初,国内企业就可以使用我们自己的芯片了。
采访中记者发现,从医疗到日常消费品,脑机接口不仅仅局限于技术和设备升级。目前,探索“大脑”潜力的可能性有很多。 央视记者 张聪静:这个培养皿里不到两毫米的地方,是科研人员培养出来的类脑组织,有思想、有想法。虽然它不比一粒米大,但科学家可以通过脑机接口了解它的意图。
科研人员告诉记者,虽然这样的体外“大脑”可以被模拟作为一个“类器官”,它已经具备了简单处理问题的能力,在混合智能、类脑、医疗康复等国家重大需求领域具有巨大价值。
天津大学副校长、脑机交互与人机融合海河实验室主任董明:从某种意义上说,“片上脑”开启了“体外机机接口”的新兴领域。让“人工智能”为未来的神经处理、人工智能乃至具身智能提供新的扩展方法,开启更广泛应用的可能性。
迈向临床应用
脑脑接口产业前景广阔
脑机接口具体让“如意算盘成真”,但这项技术并没有赋予我们mga超能力,更多的是帮助残疾患者康复。医疗领域是脑机接口常见的应用场景高手。目前,这项新技术通过大量应用的积累正在逐渐成熟。
在天津环湖医院,医生测试患者的颅内压。过去,此类检查需要开颅手术,不仅耗时,而且感染风险很高。不过,借助这款配备脑机接口的设备,可以实时获取患者的颅内压信息。
海河脑机交互与人机融合实验室副主任刘秀云:神经元的电活动在有疾病和正常情况下有不同的特点和传递信息的方式,可以帮助医生更快、更准确、更客观地诊断疾病。
除了诊断之外,脑机接口还用于脑部疾病患者的运动康复。
王一钊 副主任医师f 天津环湖医院康复医学科:已实施200余例,在运动功能方面取得良好效果。
医生告诉记者,这里有十多种设备正在投入临床试验。产学研正在加速合作,探索针对各类神经系统疾病的脑机接口综合解决方案,打通从实验室到临床应用的“最后一公里”。
天津环湖医院副院长吴家岭:脑机接口代表了未来医疗的新生产力。我们分配30张床位作为脑机接口病房,形成规模效应,快速组织脑机接口相关临床研究,让更多的脑机接口能够开展起来,真正服务于人民。
记者发现,今年以来,工信部等七部门科技部联合发布了《关于促进脑接口产业创新发展的实施意见》,北京、上海等地也相继出台专项行动计划,国家和地方两级联手布局产业发展。
中国电子和产业发展研究室软件产业研究室副主任黄文宏 发展信息:我国在侵入式和非侵入式技术路线上都取得了重要进展。同时开始探索脑接口相关医疗服务的价格项目。智智技术加速从实验室走向临床应用,预计2025年中国脑机接口市场规模将突破38亿元。
专家表示,中国已初步建成从电极、芯片等上游,到算法等中游的雏形产业链信息技术、软件,再到下游的医疗、保健、娱乐等,为“十五”期间的大发展奠定了基础。
中国电子信息产业发展研究院软件产业研究室副主任黄文红:随着“人工智能+”行动的深入实施,脑机接口有望引领医疗健康市场一片蓝海发展,并逐步渗透新生产力。
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记者丨张从敬 陈庆斌 杨宇 孙昌 于恩泽
编辑丨张博 张浩 曾瑛