在我们的大脑中,数百亿个神经元像星系一样相互连接,共同控制我们的运动和感知。大脑仅重约3磅,即约1.36公斤。其复杂的结构和神秘的功能被比喻为浩瀚的宇宙,科学家将其称为“三磅宇宙”。通向“3磅宇宙”的途径是脑机接口。在电影《阿凡达》中,人类可以通过脑机接口控制“替身”的活动。
脑机接口是在大脑和外部设备之间建立连接并交换信息的技术。它是什么以及如何使用它?
总台央视记者 张从景:用意念控制运动,不只是科幻电影里的场景。如今,“手随心走”完全是通过脑机接口技术实现的,但这项技术的秘密却隐藏在这所大学的实验室里。
当记者走进教学楼,看到十多个与脑机接口相关的团队正在进行研究。新型“灵犀手指”正在实验室进行测试。
央视记者张崇敬:我现在全副武装了。当我戴上脑机帽时,电脑能够实时监测我的脑电波,上面还附有一只机械手。现在我想看看我能否用意念控制这台机器的第六根手指。
脑机交互与人机融合 海河研究院博士后研究员 王壮:收集我们大脑的电信号,用机器破译我们的运动意图,并控制这些机器作用于我们的肢体,使其恢复原状,进一步提高中风康复的效率。
目前,这些科研成果已走出实验室,并借助天津滨海高新区的孵化政策得到进一步应用。总台央视记者张从景:我们面前的玩具车并不是靠遥控来控制人体动作的。相反,我旁边的工作人员使用了它。使用大脑型计算设备,汽车的运动由意念控制。除了头罩设备之外,戴在头上的头带也可以检测大脑数据。我的脑电波实时显示在这里。因为你在积极地说话和思考,所以波形波动很大。它可以用来检测我们的情绪。它可以在短短几秒钟内测量出疲劳、注意力和压力等数值,并为我们的生活提供一些线索和帮助。
代表们告诉记者,实现这些能力需要核心部件的进步。
中电云电脑(天津)科技有限公司董事程龙龙先生:我们团队经过6年的研究,研发出了这款具有完全自主知识产权的国产脑电波采集芯片。我从零开始走向卓越。在性能上与国际商用芯片相当,并在脑机关键技术指标上超越国际商用芯片。国内企业将在今年年底或明年初能够使用自己的芯片。
记者在采访中发现,脑机接口不仅仅局限于技术和设备的迭代升级,从医疗用品到日常用品。目前,沙子越来越多地挖掘“大脑”的潜力。
总台央视记者张聪静:在这个培养皿里,科研人员长出了不到2毫米的类脑组织,有思想和想法。它并不比一粒米大,但科学家可以通过脑机接口理解它的意图。
科学家告诉记者,这样的体外“大脑”虽然只能称为“类脑器官”,但它已经具备了轻松处理问题的能力,在以下领域极具价值:国民需求高,如混合智能、类脑智能、医疗康复等。
天津大学副校长、海河脑机交互与人机融合研究所所长董明:从某种意义上说,“芯片脑”开辟了“体外脑机接口”的新领域。“人工大脑”是一个神经系统。它提供了扩展修复、人工智能以及未来的体现智能的新途径,开辟了更广泛的应用可能性。
供临床应用
脑机接口产业化前景广阔。
脑机接口专门让我们“让梦想成真”,但这项技术并没有赋予我们超能力,而是帮助残疾患者康复。医疗领域是脑机接口的典型应用场景。目前,这项新技术通过数量的积累正在逐渐成熟。劳斯的应用程序。
天津环湖医院,医生为患者测量颅内压。此前,这些检查需要进行开颅手术,不仅耗时,而且感染风险很高。不过,借助这种带有脑机接口的设备,可以实时获取患者的颅内压信息。
海河脑机交互与人机融合研究所副所长刘秀云:神经元的电活动在疾病和正常情况下具有不同的特征和传递信息的方式,可以帮助医生更快、更准确、更客观地诊断疾病。
除了诊断之外,脑机接口还用于脑部疾病患者的运动康复。
天津环湖医院康复科副主任医师王一钊:目前已经做了200多例手术,效果很好的运动功能。
该医生告诉记者,目前有超过10种不同的设备正在这里进行临床试验。产学研机构正在加速合作,探索针对多种神经系统疾病的脑机接口综合解决方案,打通从实验室到临床应用的“最后一公里”。
天津环湖医院副院长吴家林:脑机接口代表了未来医疗健康的新生产力。划拨30张床位作为脑机接口室,打造规模效应,快速组织脑机接口相关临床研究。从而让更多的脑机接口医疗设备落地应用,真正造福人民。
记者透露,今年初,工业和信息化部等七部门联合发布了《促进自主创新的实施意见》北京、上海等地相继出台专项行动计划,国家和地方共同推动产业发展。
中国电子信息产业发展研究院软件产业实验室副主任黄文宏先生:我国在侵入式和非侵入式技术路线上都取得了重大进展。同时,它已经开始考虑脑机接口相关医疗服务定价项目,表明该技术正在加速从实验室走向临床应用。预计到2025年,中国脑机接口市场规模将突破38亿元。
专家表示,中国初步构建了一条原型产业链,从电极、芯片等早期产品,到算法、软件等中间产品,医药、保健、娱乐等下游产品,为“十五五”期间规模化发展奠定基础。
中国电子信息产业发展研究院软件产业实验室副主任黄文宏:随着“人工智能+”行动的全面实施,脑机接口有望引领医疗健康市场蓝海的形成,逐步渗透到更广阔的民间市场,成为支撑我国高质量发展和新生产力的主要科技力量。
制片人:王燕跃群 刘若倩
制片人丨朱江杨晓波叶晨露
记者:张崇敬、陈庆斌、杨宇、孙、张宇、恩泽
编辑:张博 张浩振英
(央视新闻客户端)【编辑:梁毅】
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