據新華社4月26日消息，顱內植入一片牽著柔軟細絲的小小薄膜，綁住雙手的猴子就能僅用「意念」控製機械臂，抓住「草莓」。這是4月25日亮相2024中關村論壇的一幕。我國科學家自主研發的「北腦二號」，填補了國內高性能侵入式腦機接口技術的空白，並在國際上首次實現獼猴對二維運動光標的靈巧腦控。
腦機接口，大腦與外界設備溝通交流的「信息高速公路」，是新一代人機交互與人機混合智能的前沿技術。「簡言之，就是捕捉大腦電信號的微妙變化，解碼大腦意圖，實現『意念』控製『動作』，不動手也能隔空操控機器。」北京腦科學與類腦研究所所長羅敏敏說。
圖片來源：視覺中國
腦機接口的性能，核心在於腦電信號捕捉的清晰度、轉化的精準度。前者靠電極，後者靠算法。
「北腦二號」的高性能，歸功於我國自研的3個核心組件：高通量柔性微絲電極、千通道高速神經電信號采集設備兩個硬件，以及基於前饋控製策略的生成式神經解碼算法。
電極，相當於一個「傳感器」。植入腦內，「讀取」腦電信號，其性能決定著捕捉腦信號的數量與質量。
北京芯智達神經技術有限公司業務發展總監李園介紹，「北腦二號」采用的柔性材料生物相容性高、無細胞毒性，能在電極絲上做出大量觸點，通道數高，信號捕捉能力強。
這是一片晶圓，上面整齊排布有兩列共計數十個電極。（圖片來源：新華社 張漫子 攝）
近距離觀察，這個電極又小又薄，牽出的電極絲直徑只有頭發絲的十分之一到百分之一，絲上布滿大量觸點，需在顯微鏡下才能看清。這一設計能極大降低對腦組織的損害，延長捕捉腦電信號的時間。
「它的有效通道數、長期穩定性，均達國際領先水平。不同於硬質電極，柔性微絲電極植入獼猴腦內一年後，仍能精確采集到腦電信號。」李園說。
算法，相當於一個「翻譯官」，把大腦意圖精準解析出來。「北腦二號」應用的算法是國內自研，能在大腦皮層神經活動與運動參數之間建立精確映射。
「腦機接口比拼的是安全、穩定、有效，這是一個系統性工程。」羅敏敏說，腦機接口鏈路長，涉及電極、芯片、算法、軟件、材料等多環節，關鍵技術有待進一步突破。
圖片來源：央視新聞 （圖文無關）
據央視新聞，4月23日，浙江大學腦機接口團隊的最新研究成果在浙江大學醫學院附屬第二醫院發布。據了解，其最新研究首次實現漢字書寫腦機接口，成功實現了侵入式腦機接口控製機械臂書寫漢字。據浙江大學醫學院附屬第二醫院神經外科主任醫師張建民介紹，此前已有國外團隊實現了英文字母的書寫，但是漢字與英文相比，難度更大。
「漢字的書寫在偏旁、部首、筆順等方面有很多講究，甚至筆畫長一點或是短一點，也有可能完全是兩個字，而且國外也不會有團隊研究漢字，我們沒有參照，所以此次對於漢字的成功解碼是非常重要的一環，也是腦機接口研究的一個非常關鍵的突破。」張建民說。
目前，浙江大學腦機接口團隊突破了漢字書寫的特殊編碼機製，在此基礎上發展了漢字書寫軌跡解碼新技術，在離線狀態下100個常用漢字的分類正確率達到了91.3%，在語言模型輔助下，正確率可提高至96.2%。
另據央視新聞此前消息，在患者聚精會神註視下，一個紅色小球向著屏幕另一端的藍色小球緩慢移動、接近、重合——這不是科幻電影中的場面。首都醫科大學附屬北京天壇醫院神經外科賈旺教授團隊聯合清華大學洪波教授團隊，利用微創腦機接口技術首次成功幫助高位截癱患者實現意念控製光標移動，這意味著我國在腦機接口領域取得新突破。
患者是一名35歲的青年男性，5年前因意外事故導致頸椎高位截癱，完全失去自理能力。去年12月19日，由賈旺團隊為患者成功實施微創無線腦機接口植入手術，將微型腦機接口處理器植入患者顱骨中，並成功采集到腦膜外的感覺運動腦區神經信號。術後第10天患者順利出院。
賈旺介紹，患者居家後，研究團隊通過遠程指導，對其進行無線腦機接口輔助康復訓練。系統通過體外機隔著患者頭皮為體內機無線供電，實現神經電生理數據傳輸，並把腦電信號翻譯成外部設備的控製指令。經過近兩個月康復訓練，患者不但可通過意念活動驅動氣動手套抓握水瓶，還可控製電腦屏幕上的光標移動。
「紅球『追』上藍球，看似簡單的動作意味著患者與科技電子產品通過腦機接口實現交互。」賈旺說，能實現這樣的功能，得益於電極的精準定位植入以及神經電生理信號的高效傳輸和準確解碼。
洪波介紹，目前團隊正不斷優化腦機接口解碼算法，計劃幫助患者實現通過意念活動控製電子書翻頁、光標點擊確認等，增強患者與電子設備的交互能力。「微創無線腦機接口的成功植入及意念控製光標的實現，有望為高位截癱、肌萎縮側索硬化等神經功能障礙患者提供全新的康復治療方向，為患者恢復生理功能、回歸社會帶來新的希望。」
事實上，在腦機接口技術不斷發展和應用的同時，很多國家也在加緊製定相關的管理措施。此前，科技部便公布了我國首部《腦機接口研究倫理指引》，明確腦機接口研究應適度且無傷害，研究的根本目的是輔助、增強、修復人體的感覺－運動功能或提升人機交互能力，提升人類健康和福祉；在尚未妥善處理各種風險的情況下，不應貿然開展相關技術應用，最小化對人類造成的負面影響。余山認為，腦機接口技術在合理規範管理之下，將有廣闊的應用前景。---[每日經濟新聞綜合新華社、央視新聞/來源: 每日經濟新聞]
*腦機接口技術新突破！*
「北腦二號」填補中國高性能侵入式腦機接口空白
顱內植入一片牽著柔軟細絲的小小薄膜，綁住雙手的猴子就能僅用「意念」控製機械臂，抓住「草莓」。這是4月25日亮相2024中關村論壇的一幕。我國科學家自主研發的「北腦二號」，填補了國內高性能侵入式腦機接口技術的空白，並在國際上首次實現獼猴對二維運動光標的靈巧腦控。
這是一片晶圓，上面整齊排布有兩列共計數十個電極。新華社記者張漫子 攝
腦機接口，大腦與外界設備溝通交流的「信息高速公路」，是新一代人機交互與人機混合智能的前沿技術。「簡言之，就是捕捉大腦電信號的微妙變化，解碼大腦意圖，實現『意念』控製『動作』，不動手也能隔空操控機器。」北京腦科學與類腦研究所所長羅敏敏說。
「北腦二號」亮相2024中關村論壇。（受訪者供圖）
腦機接口的性能，核心在於腦電信號捕捉的清晰度、轉化的精準度。前者靠電極，後者靠算法。
「北腦二號」的高性能，歸功於我國自研的3個核心組件：高通量柔性微絲電極、千通道高速神經電信號采集設備兩個硬件，以及基於前饋控製策略的生成式神經解碼算法。
電極，相當於一個「傳感器」。植入腦內，「讀取」腦電信號，其性能決定著捕捉腦信號的數量與質量。
北京芯智達神經技術有限公司業務發展總監李園介紹，「北腦二號」采用的柔性材料生物相容性高、無細胞毒性，能在電極絲上做出大量觸點，通道數高，信號捕捉能力強。
近距離觀察，這個電極又小又薄，牽出的電極絲直徑只有頭發絲的十分之一到百分之一，絲上布滿大量觸點，需在顯微鏡下才能看清。這一設計能極大降低對腦組織的損害，延長捕捉腦電信號的時間。
「它的有效通道數、長期穩定性，均達國際領先水平。不同於硬質電極，柔性微絲電極植入獼猴腦內一年後，仍能精確采集到腦電信號。」李園說。
算法，相當於一個「翻譯官」，把大腦意圖精準解析出來。「北腦二號」應用的算法是國內自研，能在大腦皮層神經活動與運動參數之間建立精確映射。
「腦機接口比拼的是安全、穩定、有效，這是一個系統性工程。」羅敏敏說，腦機接口鏈路長，涉及電極、芯片、算法、軟件、材料等多環節，關鍵技術有待進一步突破。
---[來源：新華社*記者：張漫子*責編：張子晴*校對：褚孝鵬/來源: 半月談]
