腦機(jī)接口技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)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,,開展了一項(xiàng)高精度實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)解碼臨床試驗(yàn),,并取得重要突破,。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,,兩天后順利進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段,。
經(jīng)過(guò)累計(jì)19.87小時(shí)的經(jīng)典范式訓(xùn)練,,受試者能夠精準(zhǔn)地用意念控制經(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》和《黑神話:悟空》,。中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)所研究員周志濤表示,受試者的光標(biāo)腦控性能達(dá)到了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)后的性能4.6 BPS,,這表明反應(yīng)速度逐漸接近正常人使用傳統(tǒng)鼠標(biāo)的操作水平,為運(yùn)動(dòng)障礙患者的康復(fù)提供了希望,。
研究團(tuán)隊(duì)基于256通道柔性腦機(jī)接口采集局部場(chǎng)電位信號(hào)(LFP),,通過(guò)與屏幕光標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)時(shí)映射形成視覺反饋閉環(huán)控制機(jī)制,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的精準(zhǔn)操控,。訓(xùn)練過(guò)程中采用位置-速度卡爾曼濾波算法將皮層腦電信號(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,。
為了進(jìn)一步強(qiáng)化腦控能力,引入了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,。在解碼器性能穩(wěn)定后,,可通過(guò)XessOS系統(tǒng)擴(kuò)展至多場(chǎng)景應(yīng)用。該系統(tǒng)集成了實(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,系統(tǒng)可依據(jù)用戶腦電特征每日自我優(yōu)化,,有效解決神經(jīng)信號(hào)漂移問(wèn)題,。此外,XessOS系統(tǒng)支持智能家居調(diào)控,、高精度輪椅操控及沉浸式游戲交互等多元場(chǎng)景,,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化生活的“意念直連”。
此次臨床試驗(yàn)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,。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,醫(yī)生團(tuán)隊(duì)借助256通道柔性腦機(jī)接口精準(zhǔn)定位癲癇病灶并成功實(shí)施病灶切除手術(shù),,保護(hù)了受試者的運(yùn)動(dòng)功能區(qū),使其未遺留任何功能障礙,。
當(dāng)前,,全球腦機(jī)接口市場(chǎng)正在快速發(fā)展,預(yù)計(jì)2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到24.6億美元,。我國(guó)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)也正處在從技術(shù)突破向規(guī)模商用躍遷的關(guān)鍵階段,。盡管大多數(shù)腦機(jī)接口仍依賴金屬線連接,但下一代無(wú)線版本的產(chǎn)品已完成研發(fā)設(shè)計(jì),,預(yù)計(jì)今年將開展相關(guān)臨床試驗(yàn),。