腦機接口最新科研進展，以“半侵入性”方式植入大腦！

前不久，美國腦機接口公司Precision Neuroscience在其網(wǎng)站上公布了其最新科研進展，稱公司正在開發(fā)一種新的設備，旨在構建大腦人工皮層，以幫助癱瘓患者使用神經(jīng)信號來操作數(shù)字設備。

Precision公司由馬斯克腦機接口公司Neuralink的另外兩名聯(lián)合創(chuàng)始人Michael Mager和Benjamin Rapoport共同創(chuàng)立。據(jù)該公司介紹，Precision已成功使用“第7層”設備解碼動物神經(jīng)信號，未來幾個月內(nèi)有望獲得美國FDA批準，在人體上測試該技術。

人類大腦皮層由六個細胞層組成，Precision的科學家和工程師所做的工作是在六層細胞表面再人工構建“第七層”皮質(zhì)接口，以一種“半侵入性”的方式植入大腦中。公司稱這意味著患有漸凍人癥（ALS）等嚴重退行性疾病的患者將重新獲得通過移動光標、打字甚至用意念的方式訪問社交媒體與外界交流的能力。

與目前市場上從事腦機接口設備研發(fā)的企業(yè)相似，Precision公司研制的“第七層”設備本質(zhì)上而言是一個柔性電極陣列，但它的特點在于超薄，厚度僅有頭發(fā)絲的五分之一，與大腦表面貼合后而不易損壞腦組織。

這種半侵入式的植入設備介于深度腦植入與外部腦刺激設備之間。好處是可以減少侵入性外科手術對大腦的傷害（手術創(chuàng)口不到1毫米），同時對大腦信號提取的精準度要高于外部連接設備；缺點是由于該設備是貼附在大腦表層，能夠處理的大腦信號僅限于大腦皮層信號，無法提取大腦深層的控制記憶、情緒等高級認知的信號。

圖片來源：Precision公司官網(wǎng)視頻

其實腦機接口最早的研究角度是軍事。早在1970年，加州大學洛杉磯分校（UCLA）就開始研究BCI，由美國國家科學基金會資助，隨后拿到了國防高級研究計劃局（DARPA）的合同。靠腦控來遙控直升機、解析密碼之類的操作。

而目前來看，普通人能夠從腦機接口中很快受益的。主要有兩類，一是患者。2017年彼得·斯科特確診患有漸凍癥，不得不進行全喉頭切除手術。在手術之前，他錄制了15個小時的音頻語料，用AI進行訓練學習。手術之后，通過腦機接口來采集腦電波，AI學習他的表述習慣，通過上下文感知來預測下一個詞會輸入什么，然后用合成語音講出來。

而且近年來腦機接口有較明顯的發(fā)展，比如從侵入式到非侵入式。腦控在專業(yè)醫(yī)療領域的應用，長期以來是通過侵入式BCI來實現(xiàn)的。不過近年來非侵入式BCI也開始在醫(yī)療場景下表現(xiàn)出一定效果，這對于更多患者而言更為有利，畢竟侵入式手術風險和費用都更高。

另一類是極客。非侵入式腦機接口雖然采集信號比較粗糙，無法進行精確操作。不過作為可穿戴設備，進行簡單的交互和娛樂倒是可以，比如腦控游戲、腦控元宇宙等。韓國的Looxid Labs，就在VR眼鏡中嵌入了腦電波傳感器，用來收集用戶的情緒數(shù)據(jù)，以確定用戶在觀看廣告時的情緒狀態(tài)，從而支持更好的廣告投放策略。

Neurable公司則開發(fā)了世界上第一款腦控VR游戲，玩家坐在電腦前戴著腦電圖耳機，就能遙控駕駛汽車。2021年這家公司又推出了Enten 耳機，用智能技術檢測注意力，幫助用戶培養(yǎng)專注的習慣。這似乎很適合用在學生的教育場景上。

國內(nèi)的達摩院、天橋研究院、科大訊飛、漢王科技等企業(yè)，也已經(jīng)圍繞腦機接口和人工智能等領域展開研究。中國對于腦機接口技術的研究極為重視，2023年2月8日，腦機接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立大會在中國信息通信研究院舉辦。據(jù)介紹，腦機接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟由中國信通院聯(lián)合幾十家腦機接口領域高校、科研機構、企業(yè)共同發(fā)起成立。

中國工程院院士張平、工業(yè)和信息化部科技司副司長任愛光在致辭中指出，腦機接口是未來產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，構建和培育腦機接口技術產(chǎn)業(yè)生態(tài)、促進應用發(fā)展，已成為打造腦機接口技術產(chǎn)業(yè)新優(yōu)勢的重要方式。成立腦機接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，在科研成果轉化、應用場景開拓、供應鏈建設、技術標準制定、人才培養(yǎng)和創(chuàng)業(yè)投融資等方面具有重要意義。

可以看到腦機接口的應用領域不斷拓展，從最初普遍認為腦機接口的未來將率先應用于醫(yī)療康復行業(yè)，近年來其下游應用市場不斷擴大，包括元宇宙、智能駕駛等。根據(jù)麥肯錫《The BioRevolution Report》預計，未來10到20年全球腦機接口產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生700億至2000億美元的經(jīng)濟價值。預計未來無論是醫(yī)療應用還是日?？纱┐髟O備，會有更多機構加入到腦機接口領域中來，加速產(chǎn)品創(chuàng)新優(yōu)化迭代，腦機接口技術將會為人類生活創(chuàng)造出更多可能性。

審核編輯 ：李倩