听起来很科幻的脑机接口技术近期捷报频传。
3月11日,国家医保局印发《神经系统类医疗服务价格项目立项指南(试行)》,设立了侵入式脑机接口置入费、取出费及非侵入式脑机接口适配费价格项目。当月,湖北省医保局发布全国首个脑机接口医疗服务价格。
3月20日,北京脑科学与类脑研究所和北京芯智达神经技术有限公司联合研发的“北脑一号”智能脑机系统完成第三例人体植入手术。
4月上旬,由天津大学脑机海河实验室与天津市环湖医院合作的脑机接口综合临床试验病区启动建设。
4月17日,上海脑虎科技宣布,一名癫痫患者植入其研发的柔性脑机接口,实现用脑控方式玩游戏《黑神话:悟空》。
5月17日,由北京脑科学与类脑研究所、清华大学等共建的北京天坛医院脑机接口临床与转化病房揭牌成立。
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从实验室走进临床,脑机接口技术还有多远?
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不同技术路线并行探索
脑机接口是指在人脑与外部设备之间建立起实时通信与控制系统,通过检测脑中枢神经信号实现脑与设备直接交互的技术。它被称为人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”,是新一代人机交互和人机混合智能的前沿技术。
1973年,美国计算机教授雅克·维达尔首次提出“脑机接口”概念。20世纪90年代,美国研究者让猴子通过脑电波控制机械臂运动。此后,脑机接口发展逐步驶入快车道。
我国脑机接口技术的起步与国际上基本是平行的。作为中国神经工程及脑机接口学科的主要创建者之一,清华大学医学院长聘教授高小榕团队在1998年实现了脑控模拟鼠标。
清华大学医学院长聘教授高小榕采用稳态视觉诱发电位刺激范式进行多人同步非侵入式脑电数据采集实验。受访者供图
历经30年发展,当下的脑机接口技术路线主要分为非侵入式、半侵入式和侵入式。非侵入式是无创的,半侵入式和侵入式都是有创的。三者的工作原理都是通过电极获取脑电信号,将其传输至芯片进行模数转化,再依靠算法进行编解码,实现大脑与外部设备之间的直接通信。
非侵入式技术是将脑电帽戴在头上,通过头皮表层来采集大脑信号;半侵入式又称“开颅不入脑”,将电极植入颅骨内,但不进入脑组织;侵入式则是通过开颅手术将微丝电极直接插入脑组织内部获取信号。
高小榕向科技日报记者介绍,脑机接口主要实现打字、写字和语音三大类人机交互。目前,有创脑机接口基本实现了这三项功能,但因涉及不同脑区,三项功能还未同时完成。无创脑机接口实现了打字和写字功能,语音功能还期待突破。
在高小榕看来,侵入和非侵入都是形式,形式与功能必须统一,最终追求的目标都是让失能患者恢复功能。
他用通信领域的铁塔基站和星链打了个比方。“有创的脑机接口就像铁塔,信号很强,但覆盖范围有限。如果要全球都能用,就需要星链。要实现全功能,无创脑机接口更适用。”高小榕说,这两种技术路线正在并行研究,哪种更有效还未可知。
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