大腦作為神經系統的最高級部分,每一條溝壑都蘊含著巨大的能量以及等待探索的奧秘。近半個世紀以來,關于 “腦機接口”這一前沿領域的研究儼然已經從最初的科學幻想逐漸進入技術爆發階段。
腦機接口作為讀寫神經元動態網絡數據的基本工具,據統計,截止2023年2月底,全球共有BCI相關研究論文9638篇,其中“神經系統疾病的治療與康復、腦電信號的識別分析、神經電極開發與腦電信號采集、基于機器學習的腦電信號解碼”是BCI論文的四大研究熱點。
根據IncoPat全球專利數據庫檢索顯示,截至2023年2月底全球共申請BCI相關專利2682件,其中“腦電信號處理、醫療和消費應用、BCI硬件開發”是目前三大技術重點。
近期,中科院上海微系統所副所長,腦虎科技創始人陶虎在接受媒體采訪時表示,腦機接口產業尚處于商業探索階段,目前全球提供腦機接口產品和服務的公司有200多家,主要集中在中國和美國,雖然美國始終是這個領域的引領者,但中國的發展潛力不容小覷。
未來,腦機接口技術將賦能元宇宙
腦機接口是一個復雜的系統,也是讀寫神經元動態網絡數據的基本工具。如果簡單把它拆解成幾個重要模塊的話,首先最重要的就是神經電極或者是腦電極,它是直接和大腦接觸,用來采集和刺激神經元的這樣的一個器械。
神經信號處理芯片,對原始信號進行放大或是濾波操作后,就會有神經編解碼的芯片,將這些相對看起來沒有規律的神經信號,通過神經編解碼的方式進行解析。
這些神經采集或者刺激的電極跟神經信號處理的芯片,包括神經編解碼芯片,非常合理的集成在一起,形成一個微系統。
隨著元宇宙的興起和國家政策大力支持元宇宙發展,業界很多人認為腦機接口是元宇宙孵化出來的前沿技術。陶虎提出,未來腦機接口技術將會賦能元宇宙。目前腦機接口領域尤其是非侵入式的腦機公司已經嘗試在消費領域進行技術結合。
無限的想象力是驅動人類進步的推動力
陶虎認為,在過去的20年,腦機接口領域雖然一直是美國在引領,但正因為腦機接口還是一個相對比較新的領域,而且是相對比較交叉的領域,中國還是有機會做到平齊,甚至在某些點上、某些應用場景下做到直道超越的可能。
基礎科學是技術進步的引領者,基礎研究更是0-1的原始創新。腦虎科技的侵入式腦機接口技術是陶虎帶領團隊采用蠶絲蛋白犧牲層自體的微創植入技術,解決了神經電極在植入時產生創傷大的問題,只要打一個不到1毫米的微孔就可以順利植入。
陶虎說,這是利用了蠶絲蛋白天然抗菌、可降解、力學強度高,相應地以蠶絲蛋白為主體的柔性電極將繼承其自然屬性,在生物相容性、機械強度上要比化工或化學合成材料制成的電極有優勢,他堅持不斷創新,期待蠶絲的這些優勢也能體現在臨床試驗中。
好奇心造就了陶虎團隊的點“絲”成金,古老的蠶絲在高科技的“塑造”下,將為未來智能社會、健康醫療、環境保護等技術領域帶來革命性創新。
為什么人能進步,在陶虎看來,一是好奇心,人的無限想象力是驅使人類進步的一個巨大的一個這樣的推動。二是毅力,任何有想象力的事情必須要通過堅持不懈的毅力去實現。
