腦機(jī)接口技術(shù)已經(jīng)邁入現(xiàn)實(shí),。近日,,腦虎科技與中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)所陶虎/周志濤研究員團(tuán)隊(duì)在復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院的支持下,,成功為一名19歲右側(cè)額葉癲癇患者植入了自主研發(fā)的256通道柔性腦機(jī)接口,。術(shù)后患者恢復(fù)良好,兩天后順利進(jìn)入臨床試驗(yàn),。
經(jīng)過(guò)累計(jì)19.87小時(shí)的Center-out,、WebGrid等經(jīng)典范式訓(xùn)練,受試者能夠精準(zhǔn)地通過(guò)意念控制經(jīng)典游戲《吃豆人》《坦克大戰(zhàn)》以及大型復(fù)雜游戲《王者榮耀》《黑神話:悟空》,。增強(qiáng)型用戶界面下的光標(biāo)腦控性能達(dá)到4.07比特/秒,,接近馬斯克Neuralink首個(gè)受試者Noland訓(xùn)練60小時(shí)后的表現(xiàn)。中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)所研究員周志濤表示,,這一反應(yīng)速度逐步接近正常人使用傳統(tǒng)鼠標(biāo)的操作水平,,驗(yàn)證了腦機(jī)接口技術(shù)在復(fù)雜場(chǎng)景中的可行性,為運(yùn)動(dòng)障礙患者的功能重建提供了希望,。
研究團(tuán)隊(duì)基于256通道柔性腦機(jī)接口,,通過(guò)采集局部場(chǎng)電位信號(hào)(LFP),將其與屏幕光標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)時(shí)映射,,形成視覺(jué)反饋閉環(huán)控制機(jī)制,,進(jìn)而通過(guò)XessOS腦機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的精準(zhǔn)操控。采用位置-速度卡爾曼濾波算法將256通道皮層腦電信號(hào)(ECoG)實(shí)時(shí)解碼為光標(biāo)速度指令,,使受試者快速掌握閉環(huán)神經(jīng)光標(biāo)的控制能力,。隨著訓(xùn)練時(shí)長(zhǎng)增加,運(yùn)動(dòng)想象控制的精度與速度顯著提升,。為進(jìn)一步強(qiáng)化腦控能力,,引入WebGrid范式,,要求受試者通過(guò)運(yùn)動(dòng)想象將光標(biāo)移動(dòng)至指定目標(biāo)方格。通過(guò)逐步增加網(wǎng)格復(fù)雜度,,受試者的腦電控制能力持續(xù)優(yōu)化,。解碼器性能穩(wěn)定后,可通過(guò)XessOs系統(tǒng)擴(kuò)展至多場(chǎng)景應(yīng)用,。
XessOS腦機(jī)操作系統(tǒng)的高通量腦電信號(hào)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)解碼算法和開放式插件架構(gòu),,集成實(shí)時(shí)腦電信號(hào)解碼與交互增強(qiáng)雙引擎,通過(guò)毫秒級(jí)特征提取及運(yùn)動(dòng)意圖解析,,精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)控制指令,。搭載高效深度學(xué)習(xí)模型和訓(xùn)練范式,可依據(jù)用戶腦電特征實(shí)現(xiàn)每日自我優(yōu)化,,有效攻克神經(jīng)信號(hào)漂移難題,。該系統(tǒng)功能覆蓋多元場(chǎng)景,,支持智能家居調(diào)控,、高精度輪椅操控及沉浸式游戲交互;實(shí)現(xiàn)社交通訊,、在線購(gòu)物,、郵件處理等數(shù)字化生活場(chǎng)景的“意念直連”。通過(guò)構(gòu)建“感知-解碼-執(zhí)行”閉環(huán),,將腦機(jī)接口技術(shù)深度融入日常生活,。
此次臨床試驗(yàn)進(jìn)展推動(dòng)了侵入式腦機(jī)接口從基礎(chǔ)研究向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化。特別感謝受試者及其家屬的支持與配合,,他們的奉獻(xiàn)推動(dòng)了腦機(jī)接口技術(shù)的進(jìn)步,。整個(gè)臨床試驗(yàn)過(guò)程中,受試者狀態(tài)良好,,全程表現(xiàn)優(yōu)異,。試驗(yàn)結(jié)束后,華山醫(yī)院醫(yī)生團(tuán)隊(duì)借助腦虎科技自研的256通道柔性腦機(jī)接口精準(zhǔn)定位癲癇病灶,,成功實(shí)施病灶切除手術(shù),,使受試者運(yùn)動(dòng)功能區(qū)得以完整保護(hù),未遺留任何功能障礙,。
當(dāng)前,,全球腦機(jī)接口技術(shù)快速發(fā)展,市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng),。2023年全球腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到19.8億美元,,預(yù)計(jì)2024年約為22.2億美元,2025年將進(jìn)一步增長(zhǎng)至24.6億美元,。我國(guó)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,,正處于從技術(shù)突破向規(guī)模商用躍遷的關(guān)鍵階段。目前絕大多數(shù)腦機(jī)接口仍需電源線和數(shù)據(jù)線連接,,但腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家陶虎透露,,下一代無(wú)線版本的腦機(jī)接口產(chǎn)品已完成研發(fā)設(shè)計(jì),預(yù)計(jì)今年會(huì)開展相關(guān)臨床試驗(yàn),。