腦機(jī)接口技術(shù)是“十四五”規(guī)劃綱要中重點(diǎn)發(fā)展的“腦科學(xué)與類(lèi)腦研究”領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一,被譽(yù)為大腦與外部設(shè)備之間的“信息高速公路”。隨著人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、傳感器等技術(shù)的進(jìn)步,,這項(xiàng)聽(tīng)起來(lái)很科幻的技術(shù)正逐步走進(jìn)我們的生活。
在山東濟(jì)南的一家實(shí)驗(yàn)室內(nèi),幾架無(wú)人機(jī)在空中靈活翻轉(zhuǎn),,做出各種高難度動(dòng)作。這些無(wú)人機(jī)的“操控者”并非手持遙控器的專(zhuān)業(yè)飛手,,而是頭戴腦電帽的實(shí)驗(yàn)人員,。通過(guò)腦機(jī)接口采集實(shí)驗(yàn)人員的大腦信號(hào),經(jīng)過(guò)算法濾波和運(yùn)動(dòng)識(shí)別,,可以判斷出他們想要下發(fā)的命令,。腦機(jī)接口系統(tǒng)通過(guò)識(shí)別腦電波特征,直接讀取大腦意圖,,并將其轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)指令,,實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器或外部設(shè)備之間的交互。技術(shù)人員表示,,他們的無(wú)線腦電采集系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)4K赫茲的采樣頻率,,即一秒鐘可以采集4000個(gè)點(diǎn),從而對(duì)人的腦電信號(hào)進(jìn)行分析和識(shí)別,。
作為一項(xiàng)前沿技術(shù),,腦機(jī)接口應(yīng)用場(chǎng)景廣泛,涵蓋醫(yī)療,、娛樂(lè),、教育等多個(gè)領(lǐng)域。其中,,醫(yī)療是最受關(guān)注的領(lǐng)域之一,。在這家實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)人員穿戴腦控下肢外骨骼系統(tǒng),依靠“意念”控制外骨骼帶動(dòng)下肢完成行走,、抬腿等動(dòng)作,。這一主動(dòng)式康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)為癱瘓患者帶來(lái)了新的希望。通過(guò)非侵入式的方式,,利用電極片和腦電帽提取微弱的腦電信號(hào),,再通過(guò)自主研發(fā)的放大器將信號(hào)放大到采集軟件中,通過(guò)算法識(shí)別用戶的想法,,幫助他們進(jìn)行一系列康復(fù)訓(xùn)練,。
在國(guó)家老年疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心,多項(xiàng)涉及腦機(jī)接口的研究已經(jīng)成形,。一款設(shè)備能幫助卒中的病人由以往的被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練變?yōu)橹鲃?dòng),。通過(guò)人工智能的方法,腦機(jī)接口的使用門(mén)檻越來(lái)越低,,有望逐漸提高滲透率,,最終進(jìn)入每個(gè)需要腦機(jī)接口服務(wù)的家庭。
腦機(jī)接口技術(shù)主要分為非侵入式和侵入式兩類(lèi),。非侵入式腦機(jī)接口在頭皮表面使用電極,、傳感器等設(shè)備獲取大腦活動(dòng)信息,雖然信號(hào)質(zhì)量相對(duì)較低,,但易操作且安全性高,。侵入式腦機(jī)接口則通過(guò)在大腦皮質(zhì)植入電極,實(shí)現(xiàn)更高精度,、更復(fù)雜的神經(jīng)控制功能,。不久前,四川大學(xué)華西醫(yī)院成功實(shí)施了一臺(tái)侵入式腦機(jī)接口手術(shù),,輔助醫(yī)生對(duì)腫瘤邊界進(jìn)行判斷,,提高了腫瘤全切率。有了腦機(jī)接口技術(shù),,醫(yī)生能夠通過(guò)腦電信號(hào)解碼,區(qū)分腫瘤和正常神經(jīng)元,,從而更好地保護(hù)大腦功能區(qū),。
今年2月,國(guó)家藥監(jiān)局批準(zhǔn)了《采用腦機(jī)接口技術(shù)的醫(yī)療器械用于人工智能算法的腦電數(shù)據(jù)集質(zhì)量要求與評(píng)價(jià)方法》醫(yī)療器械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目立項(xiàng),。3月11日,,國(guó)家醫(yī)保局發(fā)布《神經(jīng)系統(tǒng)類(lèi)醫(yī)療服務(wù)價(jià)格項(xiàng)目立項(xiàng)指南(試行)》,專(zhuān)門(mén)設(shè)立了“侵入式腦機(jī)接口置入費(fèi)”“侵入式腦機(jī)接口取出費(fèi)”“非侵入式腦機(jī)接口適配費(fèi)”等價(jià)格項(xiàng)目,。四川省醫(yī)保局年內(nèi)也將公布有關(guān)腦機(jī)接口的服務(wù)價(jià)格,。
腦機(jī)接口技術(shù)作為生命科學(xué)與信息技術(shù)深度融合的前沿領(lǐng)域,正展現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展態(tài)勢(shì)。我國(guó)在該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展,、應(yīng)用拓展以及戰(zhàn)略布局等方面都取得了顯著進(jìn)展,,預(yù)計(jì)2025年我國(guó)腦機(jī)接口市場(chǎng)將達(dá)到38億元。今年以來(lái),,多地出臺(tái)了專(zhuān)項(xiàng)政策支持腦機(jī)接口領(lǐng)域的發(fā)展,。北京、上海相繼發(fā)布行動(dòng)方案,,明確了監(jiān)管政策,、臨床試驗(yàn)、產(chǎn)業(yè)集群,、商業(yè)化,、產(chǎn)業(yè)鏈等發(fā)展方向。同時(shí),,國(guó)家科技倫理委員會(huì)人工智能倫理分委員會(huì)研究編制了《腦機(jī)接口研究倫理指引》,。
腦機(jī)接口技術(shù)的核心在于解碼大腦產(chǎn)生的復(fù)雜電信號(hào),將其轉(zhuǎn)換為可操作的命令,。然而,,人腦產(chǎn)生的信號(hào)極其復(fù)雜,現(xiàn)有技術(shù)難以完全精確解讀大腦的意圖和思維,。目前,,我國(guó)腦機(jī)接口技術(shù)面臨腦信號(hào)解碼、工程化與市場(chǎng)化,、長(zhǎng)期穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)安全等挑戰(zhàn),。專(zhuān)家表示,推動(dòng)我國(guó)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,,應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以應(yīng)用為導(dǎo)向,,特別是當(dāng)前應(yīng)以醫(yī)療場(chǎng)景為重點(diǎn)領(lǐng)域推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新,解決實(shí)際臨床需求,,形成可持續(xù)的發(fā)展模式,。同時(shí),建立完善的腦機(jī)接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及科學(xué)倫理規(guī)范也至關(guān)重要,,將為產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)提供規(guī)范引領(lǐng),形成有序創(chuàng)新環(huán)境,。