比頭發(fā)絲還細的電極，通過開顱手術精確植入獼猴的大腦皮質，獼猴的所思所想被“北腦二號”智能腦機系統(tǒng)解碼，并在國際上首次實現(xiàn)了獼猴對二維運動光標的靈巧腦控，“心有靈犀”的邊界正在逐步拓展。在4月25日舉行的2024中關村論壇年會開幕式重大成果發(fā)布環(huán)節(jié)，“北腦二號”被列為十大成果之一。
腦機接口是近年來關注度極高的前沿技術，它能將大腦與外部設備建立連接，實現(xiàn)用意念操控事物。多年前上映的電影《阿凡達》中，主角就是通過腦機接口，利用阿凡達人的身體在潘多拉星球活動。而在北京腦科學與類腦研究所，電影中的場景逐步走向現(xiàn)實，獼猴借助“北腦二號”，實現(xiàn)了用意念操控機械臂抓取小球。
這只獼猴是個訓練有素的實驗體，在接受腦機系統(tǒng)植入手術前，科研人員為它建立了“看到紅色小球就要去抓取”的條件反射。植入電極后，當屏幕上跳出一個紅色小球，它的條件反射就被激活，神經(jīng)元立刻釋放電信號，這些信號被埋設在其大腦皮層內的電極盡數(shù)接收。
雖然每根電極細如發(fā)絲，放大來看，上面竟密集排布著數(shù)十個觸點。它們能準確收集獼猴的腦電信號，再通過后方電路系統(tǒng)濾波放大等處理，轉化為計算機可處理的信號。平臺上，劇烈跳動的數(shù)據(jù)顯示著獼猴想要“抓”向小球，這個指令被計算機傳輸至前方的機械臂。如此一來，“意念一動、隔空取物”的場景便實現(xiàn)了。
近年來，北京部署腦機接口重大科技戰(zhàn)略，由北京腦科學與類腦研究所牽頭規(guī)劃“智能腦機系統(tǒng)增強計劃”，成立北京芯智達神經(jīng)技術有限公司，面向國際前沿研發(fā)核心部件。在該計劃支持下，科研團隊在高通量柔性微絲電極、大通道數(shù)高速神經(jīng)電信號采集設備、神經(jīng)編解碼算法等方面取得突破。目前，“北腦二號”已經(jīng)在獼猴顱內實現(xiàn)了將近1年的植入實驗，系統(tǒng)的有效信號傳輸通道數(shù)量依然保持著高水平，信噪比、信號質量等指標也表現(xiàn)優(yōu)異。
“腦機系統(tǒng)是一個多學科系統(tǒng)的集成，‘一枝獨秀不是春’，我們把各學科的優(yōu)勢技術整合在一套系統(tǒng)里，并進行工程化開發(fā)，目前部分性能參數(shù)已經(jīng)達到了世界領先水平。”芯智達公司業(yè)務發(fā)展總監(jiān)李園說，“北腦二號”不僅有望幫助癱瘓、失語等患者實現(xiàn)運動、語言等功能替代，還將為腦科學的前沿研究提供有力的科研工具。
此外，侵入式腦機接口“北腦一號”也已完成核心部件研發(fā)和動物實驗驗證。其技術路線與“北腦二號”不同，是將一片薄如蟬翼的薄膜貼在大腦皮層上，采集信號變化。接下來，科研團隊還將向著腦機接口微型化、無線化、全植入的方向開展研發(fā)，便于后續(xù)的臨床應用。
比頭發(fā)絲還細的電極，通過開顱手術精確植入獼猴的大腦皮質，獼猴的所思所想被“北腦二號”智能腦機系統(tǒng)解碼，并在國際上首次實現(xiàn)了獼猴對二維運動光標的靈巧腦控，“心有靈犀”的邊界正在逐步拓展。在4月25日舉行的2024中關村論壇年會開幕式重大成果發(fā)布環(huán)節(jié)，“北腦二號”被列為十大成果之一。
腦機接口是近年來關注度極高的前沿技術，它能將大腦與外部設備建立連接，實現(xiàn)用意念操控事物。多年前上映的電影《阿凡達》中，主角就是通過腦機接口，利用阿凡達人的身體在潘多拉星球活動。而在北京腦科學與類腦研究所，電影中的場景逐步走向現(xiàn)實，獼猴借助“北腦二號”，實現(xiàn)了用意念操控機械臂抓取小球。
這只獼猴是個訓練有素的實驗體，在接受腦機系統(tǒng)植入手術前，科研人員為它建立了“看到紅色小球就要去抓取”的條件反射。植入電極后，當屏幕上跳出一個紅色小球，它的條件反射就被激活，神經(jīng)元立刻釋放電信號，這些信號被埋設在其大腦皮層內的電極盡數(shù)接收。
雖然每根電極細如發(fā)絲，放大來看，上面竟密集排布著數(shù)十個觸點。它們能準確收集獼猴的腦電信號，再通過后方電路系統(tǒng)濾波放大等處理，轉化為計算機可處理的信號。平臺上，劇烈跳動的數(shù)據(jù)顯示著獼猴想要“抓”向小球，這個指令被計算機傳輸至前方的機械臂。如此一來，“意念一動、隔空取物”的場景便實現(xiàn)了。
近年來，北京部署腦機接口重大科技戰(zhàn)略，由北京腦科學與類腦研究所牽頭規(guī)劃“智能腦機系統(tǒng)增強計劃”，成立北京芯智達神經(jīng)技術有限公司，面向國際前沿研發(fā)核心部件。在該計劃支持下，科研團隊在高通量柔性微絲電極、大通道數(shù)高速神經(jīng)電信號采集設備、神經(jīng)編解碼算法等方面取得突破。目前，“北腦二號”已經(jīng)在獼猴顱內實現(xiàn)了將近1年的植入實驗，系統(tǒng)的有效信號傳輸通道數(shù)量依然保持著高水平，信噪比、信號質量等指標也表現(xiàn)優(yōu)異。
“腦機系統(tǒng)是一個多學科系統(tǒng)的集成，‘一枝獨秀不是春’，我們把各學科的優(yōu)勢技術整合在一套系統(tǒng)里，并進行工程化開發(fā)，目前部分性能參數(shù)已經(jīng)達到了世界領先水平。”芯智達公司業(yè)務發(fā)展總監(jiān)李園說，“北腦二號”不僅有望幫助癱瘓、失語等患者實現(xiàn)運動、語言等功能替代，還將為腦科學的前沿研究提供有力的科研工具。
此外，侵入式腦機接口“北腦一號”也已完成核心部件研發(fā)和動物實驗驗證。其技術路線與“北腦二號”不同，是將一片薄如蟬翼的薄膜貼在大腦皮層上，采集信號變化。接下來，科研團隊還將向著腦機接口微型化、無線化、全植入的方向開展研發(fā)，便于后續(xù)的臨床應用。
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