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脑机接口新突破:用意念操控世界?

创作时间:
2025-01-21 19:52:40
作者:
@小白创作中心

脑机接口新突破:用意念操控世界?

2025年新年伊始,上海华山医院的一位女患者创造了一项历史:她仅通过意念,成功让电脑解码并操纵机械手做出比心的动作,送出了世界上第一段由意念完成的新年祝福。这一突破性进展,正是脑机接口技术在神经编解码领域取得重大突破的生动体现。

这项由脑虎科技、复旦大学附属华山医院神经外科团队与天桥脑科学研究院合作完成的研究,凭借国产原创侵入式柔性脑机接口技术,成功实现了“脑控”智能设备和“意念对话”。这一成就不仅展示了中国在脑机接口领域的技术实力,更为未来医疗康复和人机交互开辟了新的可能性。

神经编解码:解读大脑的“密码”

要理解脑机接口技术的工作原理,我们首先需要了解大脑如何处理和传递信息。神经编解码是这一过程的核心机制。编码是指大脑如何将外界刺激转化为神经元的电活动模式,而解码则是从神经元的电活动模式中提取出原始的刺激信息。

以视觉系统为例,信息处理从视网膜开始,通过视神经传递到视觉皮层的多个区域,进行逐步复杂的处理。研究者使用计算模型来模拟这种编码过程,例如卷积神经网络就模仿了视觉系统的层次结构。解码则是从神经元的电活动模式中提取出原始的刺激信息。

从实验室到临床:脑机接口的医疗应用

脑机接口技术最令人振奋的应用之一是在医疗康复领域。通过植入脑机接口设备,患者可以利用意念控制外部设备,实现运动功能的恢复。

2024年11月,上海华山医院完成了一例脑机接口产品植入手术。患者是一位38岁的男性,因车祸导致颈椎脊髓损伤,手部无法抓握、无法站立。手术团队仅用3.3分钟就快速精准地定位了手部运动/感觉脑区,手术全程仅耗时1小时40分钟。术后,患者已经可以通过气囊手套辅助,自己用杯子喝水。

另一例患者则因车祸导致四肢瘫痪14年,手术前手部功能完全瘫痪。植入脑机接口设备半年后,他现在可以靠自己的脑信号指挥抓握勺子进食和喝水。还有一名患者因车祸引起脊髓损伤,如今已经能够“脑控”轮椅出门去逛超市,完全靠自己的意念控制轮椅拐弯与前行。

未来展望:从医疗到日常生活的革命

脑机接口技术的未来应用前景广阔。在医疗领域,它将继续为瘫痪患者、中风患者、抑郁症患者等提供新的治疗方案。随着技术的进步,我们有望看到更小型、更智能的脑机接口设备,实现对脑神经活动的闭环自动控制。

对于健康人群而言,基于非侵入技术的大脑信息读取和解码已有初步应用,如注意力监测和娱乐交互。未来,脑机接口技术可能实现人脑与AI大模型的直接连接和交互,塑造“最强大脑”。

中国在脑机接口领域的地位

我国的脑机接口技术正处于快速发展阶段。清华大学、浙江大学、天津大学等科研团队已在该领域取得重要进展。例如,浙江大学完成了国内首个基于Utah(犹他)电极技术的侵入式在体临床试验,清华大学团队则完成了基于自主研发的半侵入电极的脑机接口设备临床试验。

尽管与国际前沿存在一定差距,但中国科研团队正在发挥自身优势,迎头赶上。随着脑机接口技术的不断进步,我们有理由相信,这一前沿科技将为人类带来更多福祉,真正实现“用意念操控世界”的梦想。

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