武漢企業自研“植入式腦機接口系統” 全球首創大腦電信號“雙向讀寫”
近日,光谷企業武漢衷華腦機融合科技發展有限公司(以下簡稱“衷華腦機”)獨立自主研發的“植入式腦機接口系統”通過科技成果評價。由中國科學院院士趙繼宗、中國工程院院士李培根等11位院士專家組成的鑑定組一致認定,該系統具有完全自主知識產權,在腦機接口領域整體達到國際領先水平。
“植入式腦機接口系統”設備效果圖
大腦是人類探索自然科學的“終極疆域”,腦科學和類腦研究已成為世界各國搶占的新一輪科技競爭制高點,而腦機接口就是對人腦進行研究的主要手段。趙繼宗院士在接受采訪時表示,“衷華腦機前期的工作推動了中國腦機接口在臨床領域的發展,這在人類醫學史上是一個里程碑的事件,也證明了中國腦機接口有能力在國際上做出突出成績”。
從“單向讀取”到“雙向讀寫”是“植入式腦機接口系統”的革命性創新。據介紹,衷華腦機獨立開發的雙向神經信號測量與調控芯片,不僅可讀取大腦神經電信號,還可通過電流刺激等方式向大腦發送信號。
微電極是腦機接口的重要部件,衷華腦機自主研發“微針”製備工藝,實現了全球首創——“微針”具有高可靠、高穩定的特性,能夠廣泛用於神經信號記錄與神經元刺激,可以提供多種電極規格選擇,“微針”陣列的最大通道數達到65536個,是國際知名腦機接口企業Neuralink公司同類成果的20餘倍,成為全球首款6.5萬級通道電極。
“’植入式腦機接口系統’的研發成功,將使許多過去難以想像的應用成為可能”,衷華腦機創始人、首席科學家黃立介紹,腦機接口進入臨床階段後,可用於截癱、脊椎損傷、意識障礙、抑鬱症、癡呆症、失明失聰等疾病的研究與治療。
依托腦機接口的植入,大腦電信號實現在人體內外的“雙向”讀取與輸出,可能使眼球壞死的病人復明;可能使重度失眠患者能夠擁有深度睡眠;可能使脊柱神經損傷的病人重新站立行走;可能將計算機與人腦直接進行連接,實現通信和控制……將為人類的疾病治療、認知與控制帶來全新的想像空間。
“推動我國腦機接口技術和產業躋身國際領先行列,解決西方’卡脖子’難題,更要有超越西方技術的能力。”黃立介紹,衷華腦機2021年創辦至今,已研製出數十個品種的“微針”,從單柄、多柄“微針”到數万個通道的矩陣式“微針”,既可以用於人腦,也可以用於脊椎、眼球、四肢或腹腔內各個臟器。
據介紹,衷華腦機已形成一套包含植入式微針、超高速數據傳輸系統、海量數據(維權)處理平台以及植入設備的一站式植入式腦機接口系統,完成芯片、封裝、設備工藝、通信模塊、AI算法、系統軟件等植入式腦機接口系統全鏈條自主研發,取得100餘項國際國內專利。
“人腦就好比一個巨大的金礦,而且是從未有人進去過的金礦,一旦進入,滿地皆是寶藏,俯首可拾。”黃立介紹,衷華腦機提出了“雲腦”計劃:以武漢為核心,聯合北京、成都、上海、廣州等城市構建1+4的神經科學平台,以這一國際領先的腦機接口和神經接口為依托,全面開展相關科學研究和應用研究。