腦機(jī)接口技術(shù)正逐漸成為現(xiàn)實。近日,腦虎科技與中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)所陶虎/周志濤研究員團(tuán)隊在復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院的支持下,,開展了一項高精度實時運動解碼臨床試驗,并取得了重要突破,。一名19歲的右側(cè)額葉癲癇患者成功植入了腦虎科技自主研發(fā)的256通道柔性腦機(jī)接口,術(shù)后恢復(fù)良好,。
經(jīng)過累計19.87小時的經(jīng)典范式訓(xùn)練,,受試者能夠精準(zhǔn)地通過意念控制經(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》。受試者的光標(biāo)腦控性能達(dá)到4.07比特/秒,,接近馬斯克Neuralink首個受試者Noland訓(xùn)練60小時后的性能4.6 BPS,。這個反應(yīng)速度逐步接近正常人使用傳統(tǒng)鼠標(biāo)的操作水平,驗證了腦機(jī)接口技術(shù)在復(fù)雜場景應(yīng)用中的可行性,,為運動障礙患者的功能重建提供了希望,。
研究團(tuán)隊基于256通道柔性腦機(jī)接口,采集局部場電位信號(LFP),,將其與屏幕光標(biāo)運動軌跡實時映射,,形成視覺反饋閉環(huán)控制機(jī)制,進(jìn)而通過XessOS腦機(jī)操作系統(tǒng)實現(xiàn)對外部設(shè)備的精準(zhǔn)操控,。在訓(xùn)練過程中,,采用經(jīng)典的Center-out實驗范式校準(zhǔn)解碼模型,通過位置-速度卡爾曼濾波算法將256通道皮層腦電信號(ECoG)實時解碼為光標(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)練時長增加,運動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,,要求受試者通過運動想象將光標(biāo)移動至指定目標(biāo)方格。通過逐步增加網(wǎng)格復(fù)雜度,,受試者的腦電控制能力持續(xù)優(yōu)化,。在解碼器性能達(dá)到穩(wěn)定后,可通過XessOs系統(tǒng)擴(kuò)展至多場景應(yīng)用,。腦機(jī)操作系統(tǒng)XessOS核心在于高通量腦電信號實時運動解碼算法和開放式插件架構(gòu),。該系統(tǒng)集成實時腦電信號解碼與交互增強(qiáng)雙引擎,通過毫秒級特征提取及運動意圖解析,,精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為計算機(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)用戶腦電特征實現(xiàn)每日自我優(yōu)化,,有效攻克神經(jīng)信號漂移難題。更重要的是,,該系統(tǒng)功能覆蓋多元場景,,支持智能家居調(diào)控、高精度輪椅操控及沉浸式游戲交互,,實現(xiàn)社交通訊,、在線購物、郵件處理等數(shù)字化生活場景的“意念直連”,。
此次臨床試驗進(jìn)展推動了侵入式腦機(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大力支持與積極配合,他們的奉獻(xiàn)推動了腦機(jī)接口技術(shù)的進(jìn)步,。值得一提的是,,整個臨床試驗過程,受試者狀態(tài)良好,,全程表現(xiàn)優(yōu)異,。試驗結(jié)束后,華山醫(yī)院醫(yī)生團(tuán)隊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,,成功實施病灶切除手術(shù),,使受試者運動功能區(qū)得以完整保護(hù),恢復(fù)后的受試者未遺留任何功能障礙,。
當(dāng)前,,我國腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,正處在從技術(shù)突破向規(guī)模商用躍遷的臨界點,,但仍面臨諸多挑戰(zhàn),。目前絕大多數(shù)腦機(jī)接口都拖了一根金屬“辮子”——電源線和數(shù)據(jù)線,用來連接腦機(jī)接口和數(shù)據(jù)處理設(shè)備,。腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家陶虎透露,,下一代無線版本的腦機(jī)接口產(chǎn)品已完成研發(fā)設(shè)計,,預(yù)計今年會開展相關(guān)臨床試驗。