党的二十届四中全会通过的“十五五”规划建议明确提出,前瞻布局未来产业,推动量子科技、生物制造、氢能和核聚变能、
深视新闻推出全媒体特别策划《未来产业探“新”记》,多路记者深入产业一线调研,以深圳为观察窗口,看中国未来5年的发展新机遇、经济新增长点,前沿预见中国式现代化的美好未来。
本期节目《脑机接口不断突破,“读心”时代还有多远?》,跟着深视新闻记者,一起看看脑机接口如何一步步接入现实。
记者正在用意念操纵机械臂,在用意念选中四块积木中的其中一块之后。机械臂缓缓抓起被选中的黄色长方体积木,将其轻轻放置在了几块积木的中央。
此前,党的二十届四中全会审议通过的“十五五”规划建议,脑机接口被列为未来产业之一。目前,脑机接口产业发展到了哪一步?这一波“脑力风暴”会带来什么新机遇?
当被问到“意念控物”是如何实现的时候,哈尔滨工业大学(深圳)智能科学与工程学院副院长张治国指了指记者头上插满了“辫子”的帽子。
这些“辫子”就是各式各样的电极,可以识别大脑思考时产生的电信号,这顶帽子被称为脑电帽。
张治国介绍道,脑电帽主要被用来“读脑”,在读取脑电后,还需要用人工智能解码脑电,解读出人们想表达的指令是什么,电脑才能指挥机械臂表达人们的“所思所想”,实现“意念控物”。
“在这个过程中,脑电帽是实现大脑和外部世界之间的‘超级链接’。” 张治国补充道,脑电帽只是众多“读脑”方法之一,电极还可以被附在头皮上、头发上,或者直接在大脑皮层、颅内植入。
埃隆·马斯克旗下的脑机接口技术公司Neuralink主要采用的就是直接在脑内植入电极的技术。不需要脑电帽,电极直接接触神经元,读取的信号精度更高,然而风险也很大,手术后可能会在炎症反应,生物相容性方面产生隐患。
根据读取方式不同,现阶段的脑机接口也被分为了非侵入式、侵入式、半侵入式三种模式。
在深圳这家医院里,一位佩戴脑电帽的卒中患者就在进行康复训练。当患者默想抬手的动作,贴在患者手部的电极片会释放电流,刺激患者的手臂微微动起来。
“我们查阅了很多资料,这个病现在没有特效药。跟医生商量之后安排了这个治疗,第一个疗程20天做完之后,他走路的稳定性比以前要好很多。”该患者的家属表示。
据了解,神经系统疾病患者瘫痪的原因是:人脑与肢体间原本畅通的神经通路被打断,脑电信号难以顺畅传递,阻碍了肢体运动。
而脑机接口直接在大脑与连接肢体的外部设备之间创造了新的通路,可以诱导大脑与肢体形成代偿神经通路,促进康复。
深圳市人民医院神经内科主任、学科带头人康慧聪说:“结合脑机接口进行康复训练会比单纯的康复训练好很多,效能至少会提升50%以上。”
根据脑机接口康复训练的原理,电极片释放刺激的强度与患者意识中的强度越匹配,训练效果越好。康慧聪表示,实时解码患者的脑电活动,并即时调整开云电竞电刺激的精准度,是目前医院和科研团队努力的方向。
“到那个时候,经颅磁刺激的设备就不是由医生来操控,而是由脑电实时计算出来的特征的变化。”康慧聪说。
目前,深圳、江苏等地的大量医院已经引进了非侵入式的脑机接口设备,为神经系统疾病等患者,带来了重新行动与交流的希望。
看到这里,脑机接口涉及的多个学科已经初见端倪。材料学、临床医学、计算科学……学科之间的合作是脑机接口研究的关键。
在探访中,记者发现,我国的脑机接口产业正以医疗场景为核心,处于“临床验证-数据反哺-技术迭代”的循环链条中。
深圳南山区的微灵医疗,是一家专注于医疗级植入式无线脑机接口全栈技术研发的专精特新企业,其生产的脑机接口电极厚度只有头发丝的十分之一。
捧着这块超薄电极,深圳微灵医疗科技有限公司创始人、董事长李骁健坦言,目前这些电极更多还是在临床中进行临床研究,在实践中验证开云电竞这些装备的临床价值。比如,探索阿尔茨海默以及各类精神障碍疾病的脑机接口解决方案。
不仅是企业,科研机构也在不断创新。深圳科研团队历经5年多,成功研发出了一种可以在大脑“游走”的“神经蠕虫”,这种神经纤维电极,如头发丝般纤细、柔软可拉伸、能自由驱动。
中国科学院深圳先进技术研究院副研究员韩飞表示:“下一代的纤维电极,将向人工智能的方向发展,它会有完全自主的决策驱动和判断能力。”
相关材料的研发带动了系列产业的发展。与此同时,不仅是医疗领域。在我国,多款非侵入式整机设备正在疲劳监测、情绪识别、智能驾驶等场景开展试点应用。
用意念打游戏、指挥机器狗取外卖……脑机接口的落地场景正在不断丰富,脑机接口正在带动多个产业的发展。
赛迪研究院公布的数据显示,2024年,我国脑机接口市场规模已达32亿元,预计到2027年将超过55亿元。未来,脑机接口的发展无疑将为我国经济发展注入新动力。
“脑机接口向多方面及逆性拓展,这是一条艰辛的路。只有将产、学、研、医、政等多方面紧密配合形成合力,才能更好地推动脑机接口从科技幻想照进现实。”张治国说。