脑机接口重要突破! 实现长期稳定植入, 精准意念操控20多种设备
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解放日报记者从脑虎科技获悉,近日,国际权威期刊《先进科学》发表了一项具有重大突破意义的脑机接口研究成果——基于脑虎科技研发的一款的通用型植入式柔性脑机接口系统,中国科学院上海微系统与信息技术研究所、脑虎科技与复旦大学附属华山医院合作,不仅实现脑机接口长期稳定植入,还创造性地破解通用性难题,可精准意念操控20多种数字/物理设备。在相近训练时间下,其信息传输速率与马斯克旗下neuralink公司此前公布的受试者水平相当。
此项工作是基于高通量、高分辨柔性脑机接口的首篇长期植入临床试验文章。美国纳米技术与纳米科学网在新闻聚焦栏目进行了报道。
研究团队创新采用半导体微纳加工工艺,制成超柔性256通道电极阵列,密度高达64通道/平方厘米,较传统电极提升64倍。超薄网状记录区可紧密贴合大脑皮层,确保信号高保真采集,加厚引线区则保障了长期植入的机械稳定性,再搭配定制化钛合金防水密封外壳与低功耗处理单元,最终实现“高通量、高分辨率、低侵入”三重技术突破。
超柔性、高分辨率脑机接口系统
研究团队开展了长达203天的动物实验,充分验证了该系统的长期稳定性和生物相容性。值得关注的是,这是首次利用高通量、高分辨率柔性脑机接口开展的长期植入临床研究。
研究成果另一核心突破在于成功破解脑机接口通用性难题,可广泛兼容20余种外部设备,实现精准意念操控。受试者在临床试验中累计完成25412次训练任务后,最高比特率达4.15比特/秒,与马斯克neuralink受试者水平相当。
“neuralink选择的是深部电极技术路线,虽能实现单神经元级别的高分辨率信号采集,却需穿透大脑皮层植入电极,不仅对脑组织损伤较大,还容易引发炎症与免疫反应,且覆盖范围有限;这款产品将电极阵列放置在硬膜下,吸附在大脑皮层表面,无需插入脑组织,可实现与neuralink相媲美的性能,却大幅降低了植入风险。”脑虎科技创始人兼首席科学家陶虎告诉解放日报记者。
通过搭载脑机操作系统,受试者成功实现了对大型复杂游戏、智能轮椅、智能家居和各种app等多场景的意念控制,充分展现出该系统广阔的临床应用前景。
动物实验和短期临床试验
相较于现有主流技术路线,这款通用型植入式柔性脑机接口系统兼具高分辨率、长期稳定性与低侵入创伤等多重优势,可广泛应用于运动重建、语言重建等多种临床场景,未来有望为运动功能障碍患者提供“家用级”解决方案,助力他们重新获得自主生活能力,更有质量地生活下去。
研究团队表示,下一步将继续优化系统性能,积极推进技术转化,加速临床落地进程。此外,团队也期待该系统能为神经编解码机制等基础研究提供有力工具,推动脑科学领域重大突破。
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