在上海,中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所(簡稱:上海微系統(tǒng)所)正在這一領(lǐng)域深度探索。近日,由上海微系統(tǒng)所自主開發(fā)的“免開顱微創(chuàng)植入式高通量柔性腦機(jī)接口”揭開了神秘面紗。在上海微系統(tǒng)所的研究認(rèn)知中,腦機(jī)接口,連接的不僅是人腦與機(jī)器,更是健康與未來。
▲免開顱微創(chuàng)植入式高通量柔性腦機(jī)接口系統(tǒng)組成部件
“免開顱微創(chuàng)植入式高通量柔性腦機(jī)接口”可應(yīng)用于臨床重大腦疾病診治和腦功能探索,是解決漸凍癥、高位截癱、癲癇等重大腦疾病的重要手段,也是“人機(jī)物”三元共融萬物感知的核心技術(shù)。未來進(jìn)一步結(jié)合人工智能技術(shù),通過人腦與AI的融合來增強(qiáng)大腦功能。
上海微系統(tǒng)所副所長、主任陶虎說,大腦是人類最重要、最復(fù)雜的器官,也是最脆弱的器官,也是相對于其他動物更具優(yōu)勢的器官,所以腦機(jī)接口技術(shù)的核心就是如何能夠充分發(fā)揮人腦的優(yōu)勢。
漸凍癥、高位截癱、癲癇、失明、失語等神經(jīng)疾病,歸根到底都是大腦異常放電引起的,腦機(jī)接口作為一個可以直接認(rèn)識腦、保護(hù)腦、修復(fù)腦、調(diào)控腦的渠道,最重要、最迫切的一個應(yīng)用,就是在臨床上。例如小朋友的自閉癥、中青年的抑郁與老年的癡呆、全年齡段的癲癇等等,腦機(jī)接口作為人類大腦和外界設(shè)備直接交流的渠道,在神經(jīng)疾病的手段方面會發(fā)揮直接作用。
具體來說,免開顱微創(chuàng)植入式高通量柔性腦機(jī)接口系統(tǒng)分為前端柔性深部電極器件、中端轉(zhuǎn)接單元、后端腦電信號采集傳輸模塊、生物兼容封裝材料四部分。目前,該系統(tǒng)已應(yīng)用于鼠、兔、猴等多種動物模型,并能夠?qū)崿F(xiàn)術(shù)后急性信號采集和長達(dá)8個月的穩(wěn)定神經(jīng)信號跟蹤。
▲免開顱微創(chuàng)植入式高通量柔性腦機(jī)接口系統(tǒng)組成部件
相比其他“腦機(jī)接口”技術(shù),上海微系統(tǒng)研究所在世界人工智能大會展示的技術(shù)有何不同?據(jù)陶虎介紹,他們這次獨創(chuàng)的技術(shù)可以把柔性的電極暫時硬化,這樣只需要開一個很小的孔,類似做針灸一樣直接放入腦袋里,而它到了腦后又會變軟,“這樣就可以避免開顱手術(shù),只做一個微創(chuàng)植入,創(chuàng)口非常小,最終植入尺度小于輸液針孔口徑。”目前,該高通量柔性腦機(jī)技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先,植入創(chuàng)傷、長期在體安全性等關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)達(dá)到甚至部分超越了馬斯克的腦機(jī)接口公司Neuralink。
▲該系統(tǒng)已應(yīng)用于鼠、兔、猴等多種動物模型
人工智能的終極不是人工智能,而是人工智能跟人類智能的結(jié)合。
腦機(jī)接口作為一個大腦和萬物互聯(lián)的渠道,是一個賦能技術(shù),可以真正發(fā)揮人類大腦優(yōu)勢,把萬物互聯(lián)起來。陶虎認(rèn)為,在物聯(lián)網(wǎng)之后,是“腦聯(lián)網(wǎng)”,實現(xiàn)“腦聯(lián)萬物”“腦聯(lián)腦”。成年人的大腦大概有800多億個神經(jīng)元,每一個神經(jīng)元都跟周圍成千上萬的神經(jīng)元彼此之間有交互,形成了一個巨大的網(wǎng)絡(luò),相當(dāng)于一臺超級計算機(jī),通過腦機(jī)接口可以把人類的“超算”跟萬物連接在一起。