央廣網(wǎng)北京8月29日消息(記者 王進文)腦機接口作為新質生產(chǎn)力的代表性領域及未來產(chǎn)業(yè)新賽道的重要方向之一,正在加快形成突破性科研成果和創(chuàng)新應用,在醫(yī)療康養(yǎng)、工業(yè)安全、教育體育、智慧生活等領域展現(xiàn)出廣闊發(fā)展前景和巨大市場潛力。北京市昌平區(qū)依托北京腦科學與類腦研究所在腦機接口領域的重磅創(chuàng)新成果,卡位相關賽道,謀篇布局腦機接口產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),推動相關科技成果轉化,打造未來產(chǎn)業(yè)新增長極。
研發(fā)現(xiàn)場(央廣網(wǎng)發(fā) 北京腦科學與類腦研究所供圖)
薄如蟬翼、不足手掌大小的柔性電極貼敷在硬腦膜上,便能夠采集128通路的腦電波信號。一枚紀念幣大小的微型主機與電極相連,能夠將腦電信號實時收集解碼。腦機接口就像是在大腦與外部設備之間的一條“高速公路”,通過識別腦電波特征將其轉化為計算機指令,實現(xiàn)“意念”控制“動作”,不動手也能隔空操控機器。
在北京腦科學與類腦研究所,記者見到了這所新型研發(fā)機構在腦機接口領域的重磅創(chuàng)新成果——“北腦一號”“北腦二號”。“北腦一號”集成了自主研發(fā)的柔性高密度腦皮層電極,以及高采樣率、大通量、低功耗的腦電數(shù)據(jù)采集、處理和無線傳輸技術,128通道同時采集的信號通量位居國際同類產(chǎn)品之首,已步入研究者發(fā)起的臨床試驗(IIT)階段。
“今年上半年,我們已經(jīng)完成5例患者的植入手術,針對脊髓損傷、腦卒中等導致的運動功能障礙開展精細運動解碼,以及漸凍癥等導致的言語障礙開展中文語言解碼,進行臨床驗證!北本┠X科學與類腦研究所所長羅敏敏介紹,“目前所有患者術后表現(xiàn)良好,其中最好的一例是一位癱瘓在床5年的患者,經(jīng)過腦機接口引導的康復再加上外部脊髓刺激,可以在助行器的幫助下走路。”
在“北腦一號”步入臨床驗證的同時,“北腦二號”系統(tǒng)也取得實質性突破。相比“北腦一號”,“北腦二號”最大的特點是將電極進一步植入大腦組織!澳X電是通過神經(jīng)細胞產(chǎn)生電活動,再通過腦膜、頭骨傳到頭皮表面,這時信號已經(jīng)變得非常差。因此有科學家提出是否可以采用侵入式腦機接口方案,即把電極扎到腦子里,從而提高信噪比,解碼更多信息!绷_敏敏表示。
在北京腦所的演示視頻中,獼猴顱內(nèi)植入電極,通過“北腦二號”腦機接口技術系統(tǒng),獼猴僅用意念就能控制光標追蹤目標、操作機械臂抓取草莓。目前“北腦二號”正在進行高通量無線版本的產(chǎn)品研發(fā),力爭于今年完成512通道無線植入版工程樣機的開發(fā)。
腦機接口是一個系統(tǒng)性工程,比拼的是安全、穩(wěn)定、有效!澳X機接口鏈路長,涉及電極、芯片、算法、軟件、材料等多環(huán)節(jié),在產(chǎn)業(yè)集群方面,昌平區(qū)具有很好的優(yōu)勢。”北京芯智達神經(jīng)技術有限公司研發(fā)總監(jiān)張壘表示,“在研發(fā)過程中,生命科學園周邊的企業(yè)為我們提供了動物實驗、電子學、機械加工等方面的助力,開展各項合作都特別的方便。在產(chǎn)品開發(fā)過程中,相關企業(yè)在技術迭代過程中也會對我們起到一定的促進作用。”
類似芯智達這樣的良好發(fā)展體驗,恰恰來自于昌平區(qū)在醫(yī)藥健康產(chǎn)業(yè)領域積累的原始創(chuàng)新和資源集聚優(yōu)勢。早在《昌平區(qū)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)提升行動計劃(2023—2025年)》中就明確將腦機接口作為尖端產(chǎn)業(yè),重點發(fā)力神經(jīng)調控等領域,加快推進腦認知基本原理解析、認知障礙及神經(jīng)系統(tǒng)相關重大疾病、類腦計算與腦機智能等基礎前沿研究創(chuàng)新,打造全球腦科學應用領航者,有力引導形成各主體相互促進、加速技術迭代的良性創(chuàng)新生態(tài),為腦機接口賽道布局和區(qū)域產(chǎn)業(yè)長期規(guī)劃奠定堅實的基礎。
今年1月,《加快北京市腦機接口創(chuàng)新發(fā)展行動方案(2025—2030年)》正式印發(fā),推動腦機接口科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)培育全鏈條加速突破,打造具有全球影響力和競爭力的腦機接口技術創(chuàng)新策源地、場景應用引領地和產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚地。作為北京市生命科學與醫(yī)藥健康產(chǎn)業(yè)的核心承載區(qū),昌平區(qū)憑借已有的原始創(chuàng)新能力、產(chǎn)業(yè)資源集聚優(yōu)勢以及前期在腦機接口領域的扎實布局,成為落實市級行動方案的重要力量。
隨著“北腦一號”“北腦二號”等一批自主創(chuàng)新成果先后問世,昌平區(qū)也正在積極布局腦機接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚地。昌平區(qū)相關負責人表示,在腦機接口領域,“生命谷”匯聚了以北京腦科學與類腦研究所為代表的頂尖基礎科研力量,以芯智達公司為代表的領軍企業(yè),以及周邊多所高校的科技、人才資源,發(fā)展腦機接口的資源基礎已經(jīng)筑牢。接下來,昌平區(qū)將依托中關村生命科學園的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)集群,謀劃建設腦機接口產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),助力北京在腦機接口領域“搶跑”未來賽道。

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