中国科学家脑机接口技术新突破

中国科学家脑机接口技术新突破

中国科学家在脑机接口技术领域取得重大突破，成功研发出具有人工大脑的机器人。这种机器人通过结合脑组织体和神经接口芯片，能够执行抓握物体和避开障碍等任务。这项技术不仅展示了中国科学家在生物医学和工程领域的深厚实力，也为未来类脑计算和智能机器人的开发铺平了道路。随着这项技术的发展，有望在医疗健康、神经疾病治疗等领域带来革命性的变化。

天津大学脑机交互与人机共融海河实验室团队与南方科技大学等协同开发了全球首个可开源片上脑机接口智能交互系统。该系统实现了培养“大脑”对机器人避障、跟踪、抓握等任务的无人控制，完成多种类脑计算启发工作。

片上脑机接口是利用体外培养“大脑”（如脑类器官）与电极芯片耦合形成片上脑，通过编解码及刺激-反馈实现其与外界信息交互的技术。作为脑机接口领域的一个重要新兴分支，片上脑机接口有望对混合智能、类脑计算等前沿科技领域发展产生革命性推动。

天津大学医学院教授、脑机交互与人机共融海河实验室片上脑机接口团队负责人李晓红表示，此次研究突破包括细胞培养从二维走向三维，为片上脑提供了更复杂的神经计算网络，同时，人工智能算法的加入实现了混合智能领域的尝试。

此外，团队证实了物理场促进人源性脑类器官生长发育的作用，厘清了低强度聚焦超声对大脑进行调控的原理机制，为片上脑智能交互系统MetaBOC提供了具有更好智能基础的培养“大脑”。

天津大学副校长、脑机交互与人机共融海河实验室执行主任明东表示，与传统技术主要以人脑或者其他生物脑作为实验对象不同，片上脑成为脑机接口领域的一个重要新兴分支，有望对混合智能、类脑计算等前沿科技领域的发展产生革命性的推动。

明东在接受《科技日报》记者采访时表示：“(这)是利用体外培养‘大脑’(如脑类器官)与电极芯片耦合形成的片上脑，通过编解码及刺激-反馈实现与外界信息交互的技术。”

脑机接口技术因埃隆·马斯克的“神经连接”公司而获得广泛关注。该公司研发出一款让患者仅通过意念就能控制设备的可植入接口。天津大学表示，他们的研究或将促进人机混合智能的发展。

脑类器官是由人多能干细胞形成，这种细胞通常只在早期胚胎中发现，可以发育成包括神经组织在内的不同组织。天津大学研究团队在一份未经编辑的手稿中写道，它们被植入大脑后会与宿主大脑建立功能联系。该手稿上月发表在牛津大学出版社同行评审的《脑》季刊上。

天津大学教授李晓红在接受记者采访时表示，虽然脑类器官被视为最有潜力的智能基础模型，但该技术仍面临“发育成熟度低、营养供应不足等瓶颈问题”。

研究团队在论文中表示，他们研发出一种使用低强度聚焦超声的技术，能促进脑类器官在大脑中更好地整合和生长。研究发现，低强度聚焦超声可以促进脑类器官细胞神经元分化，有助于提升它与宿主大脑形成的神经网络。

论文称，这项技术还可能带来治疗神经发育障碍和修复大脑皮层损伤的新疗法。研究团队写道：“脑类器官移植被视作一种很有前途的策略，可以通过替换缺失的神经元和重建神经回路来恢复大脑功能。”

在对小头症小鼠模型的测试中，研究团队发现使用低强度超声波可以改善神经病理学缺陷。小头症是一种神经发育障碍，其特征是大脑和头部尺寸减小。该大学还表示，研究团队使用非侵入性低强度超声疗法能够促进神经网络的形成和成熟，为计算能力(发展)提供更好的基础。