当脑机接口走入生活,会带来哪些新可能?中华网
“十五五”规划建议明确将脑机接口作为前瞻布局的未来产业。作为交叉学科,脑机接口涉及神经科学、材料、芯片、AI、临床医学等多领域深度协同,经过多年培育发展,正从实验室迈向临床应用。脑机接口将会为我们带来哪些新可能?
全植入无线脑机接口
完成首例临床试验
近日,由我国科研人员自主研发的国内首款、国际第二款内置电池的全植入、全无线、多功能脑机接口产品,在复旦大学附属华山医院成功完成首例临床试验,为一名肩部以下完全不能动的高位截瘫8年的患者带来了生活新希望。
画面上这位年仅28岁的高位截瘫患者,正在通过意念操控光标,浏览网页、游戏互动等,还可以连接控制气囊手套、智能轮椅、智能家居甚至人形机器人等多类物理设备。
上海脑虎科技有限公司创始人兼首席科学家 陶虎:病人都能很好地通过他们的意念,跟这些物理设备进行对接。这样的话也可以从患者本身的意念世界到数字世界,也可以到我们真实的三维的物理世界。
作为国内首款,全球第二款内置电池的脑机接口产品,所有的核心模块,包括电池都被完全植入患者体内,体表没有任何线缆接口,团队介绍,这是为了在物理层面避免外露系统可能导致的感染风险。同时,团队还将无线供能与无线数据传输相结合,在日常生活中,患者无需连接或佩戴任何外部装置,即可实现意念的实时交互。
上海脑虎科技有限公司创始人兼首席科学家 陶虎:现在整个无线数据传输模块和无线供能模块,包括电池,都是放在患者锁骨下皮下胸前的一个装置,它本身的安全性、它的发热,可以更好控制。而且病人整个看起来,其实相当于是植入一个隐形的脑机接口,这样对病人的生活质量和生存的尊严也有很好的提高。
团队介绍,下一步,他们还将扩大临床范围,并重点研发针对失语症患者的脑机接口应用,帮助他们恢复语言功能上的缺失。
独家探访侵入式柔性脑机接口电极工厂
脑机接口有非侵入式,半侵入式和全侵入式等多种植入方式,这也对应着探测信号的不同强度。为了能够探测到大脑单个神经元细胞的信号,我国科研团队设计出了侵入式柔性脑机接口,这个植入大脑的脑机接口有多柔呢?让我们跟随记者到它的制造工厂里去一探究竟。
记者手上拿着一个刚刚生产出来的脑机接口的柔性电极。它非常的轻薄柔软,可以随风轻轻地摆动。在电极的前面,有三个小小的分叉,这就是未来会植入到患者脑中的电极。在这上面有128个电极点位,它探测的精度可以达到神经元的单细胞级。如此细微又如此柔软的柔性电极是怎么生产出来的?
柔性脑机接口的制造需要这几步:
第一步,给硅片涂覆柔性材料聚酰亚胺,烘烤后会形成绝缘层薄膜;
第二步:光刻出神经电路;
第三步:铺上纳米级别的一层金属黄金,构建导电通路。
第四步:将二维金属平面雕刻成“三维电极”。
最后,就到了封装区,将电极从“硅片”上取下,形成了柔性脑机接口电极。电极生产的整个过程就好像是在柔软的豆腐上雕花。电路精度、厚薄程度得恰到好处,容不得半点瑕疵。可谓是融合了材料学、力学、电学、工程等多领域、高度综合交叉的一项系统工程。


