人腦是自然界最復雜的系統,與大腦相關的疾病也是極其復雜的。據統計,全球腦疾病患者約占全部疾病的11%,社會負擔接近人類疾病總負擔的30%。其中,我國各種腦疾病患者人數近1.3億。腦疾病已成為重大公共衛生問題、社會問題和民生問題。
在此背景下,各國紛紛將腦科學與腦計劃列為研究重點。2016年,中國腦計劃作為重大科技項目被列入了國家“十三五”規劃。近日,在上海世博中心舉辦的2022世界人工智能大會上,國內侵入式腦機接口最具代表性的企業——腦虎科技面向全球發布了自主知識產權的柔性腦機接口科技成果,進一步引領并推動我國腦科學與智能科技的核心與關鍵技術,有助于打破西方國家的技術壟斷。
根據腦科學的研究目的和定義,腦科學相關的研究主要分為三個層面:腦認知、腦保護和腦創造。其中,腦認知的研究占比最高,腦保護次之,腦創造,即對大腦功能進行開發或借鑒大腦功能開發技術,如類腦研究、腦機接口等,因難度系數高研究占比最低。中科院上海微系統所副所長、腦虎科技創始人兼首席科學家陶虎表示,腦機接口的核心挑戰在于如何最高限度利用大腦和最低限度損傷大腦,這是一項復雜的系統工程。
那么腦創造的過程中如何最大限度地利用大腦?從目前的應用來看,分為侵入式和非侵入式兩種方式。侵入式腦機接口的信號更準確、更高頻,可以更加精準地傳遞信號、控制機器,最重要的是侵入式腦機接口并不僅僅能讀取腦電信號來控制外部設備,還可以進行精確的電刺激進而讓大腦產生特定的感覺,因此,在醫療科技領域,侵入式腦機接口技術更具優勢。
并且,在未來三到五年里,醫療臨床應用仍將是侵入式腦機接口應用的主流方向。復旦大學類腦智能科學與技術研究院副院長王守巖教授認為,腦機接口即將落地三個細分賽道:第一是讀腦方向,即解碼腦信息,對人的內在意識、情感進行解讀,讓有意識障礙、自閉癥等癥狀的患者與世界重新建立聯系;第二是腦機交互方向,即通過外界刺激來改善腦補癥狀,未來會在抑郁癥、疼痛、癲癇等四五個適應癥上有很多臨床應用;第三是無創腦機接口方向,以硬件結合認知神經科學的方式,推動數字藥物的發展。
腦虎科技創始人、CEO彭雷表示,侵入式腦機接口的未來將迎來人機交互、人機共生、人機孿生三個階段。未來5年內,侵入式腦機接口將會面向科研及醫療領域,幫助漸凍癥、高位截癱、視覺、聽覺障礙等患者進一步治療。第二個5年,侵入式腦機接口將涉及健康、游戲、教育等領域,幫助兒童提升注意力、緩解多動癥等。未來,侵入式腦機接口技術有望實現知識、記憶的共存,從人機共生走向人機孿生,并將驅動醫療科技行業發生顛覆性變革。
