脑机接口最新科研进展，以“半侵入性”方式植入大脑！

电子发烧友网报道（文/李弯弯）前不久，美国脑机接口公司Precision Neuroscience在其网站上公布了其最新科研进展，称公司正在开发一种新的设备，旨在构建大脑人工皮层，以帮助瘫痪患者使用神经信号来操作数字设备。
 
Precision公司由马斯克脑机接口公司Neuralink的另外两名联合创始人Michael Mager和Benjamin Rapoport共同创立。据该公司介绍，Precision已成功使用“第7层”设备解码动物神经信号，未来几个月内有望获得美国FDA批准，在人体上测试该技术。
 
人类大脑皮层由六个细胞层组成，Precision的科学家和工程师所做的工作是在六层细胞表面再人工构建“第七层”皮质接口，以一种“半侵入性”的方式植入大脑中。公司称这意味着患有渐冻人症（ALS）等严重退行性疾病的患者将重新获得通过移动光标、打字甚至用意念的方式访问社交媒体与外界交流的能力。
 
与目前市场上从事脑机接口设备研发的企业相似，Precision公司研制的“第七层”设备本质上而言是一个柔性电极阵列，但它的特点在于超薄，厚度仅有头发丝的五分之一，与大脑表面贴合后而不易损坏脑组织。
 
这种半侵入式的植入设备介于深度脑植入与外部脑刺激设备之间。好处是可以减少侵入性外科手术对大脑的伤害（手术创口不到1毫米），同时对大脑信号提取的精准度要高于外部连接设备；缺点是由于该设备是贴附在大脑表层，能够处理的大脑信号仅限于大脑皮层信号，无法提取大脑深层的控制记忆、情绪等高级认知的信号。
 

图片来源：Precision公司官网视频

 
其实脑机接口最早的研究角度是军事。早在1970年，加州大学洛杉矶分校（UCLA）就开始研究BCI，由美国国家科学基金会资助，随后拿到了国防高级研究计划局（DARPA）的合同。靠脑控来遥控直升机、解析密码之类的操作。
 
而目前来看，普通人能够从脑机接口中很快受益的。主要有两类，一是患者。2017年彼得·斯科特确诊患有渐冻症，不得不进行全喉头切除手术。在手术之前，他录制了15个小时的音频语料，用AI进行训练学习。手术之后，通过脑机接口来采集脑电波，AI学习他的表述习惯，通过上下文感知来预测下一个词会输入什么，然后用合成语音讲出来。
 
而且近年来脑机接口有较明显的发展，比如从侵入式到非侵入式。脑控在专业医疗领域的应用，长期以来是通过侵入式BCI来实现的。不过近年来非侵入式BCI也开始在医疗场景下表现出一定效果，这对于更多患者而言更为有利，毕竟侵入式手术风险和费用都更高。
 
另一类是极客。非侵入式脑机接口虽然采集信号比较粗糙，无法进行精确操作。不过作为可穿戴设备，进行简单的交互和娱乐倒是可以，比如脑控游戏、脑控元宇宙等。韩国的Looxid Labs，就在VR眼镜中嵌入了脑电波传感器，用来收集用户的情绪数据，以确定用户在观看广告时的情绪状态，从而支持更好的广告投放策略。
 
Neurable公司则开发了世界上第一款脑控VR游戏，玩家坐在电脑前戴着脑电图耳机，就能遥控驾驶汽车。2021年这家公司又推出了Enten 耳机，用智能技术检测注意力，帮助用户培养专注的习惯。这似乎很适合用在学生的教育场景上。
 
国内的达摩院、天桥研究院、科大讯飞、汉王科技等企业，也已经围绕脑机接口和人工智能等领域展开研究。中国对于脑机接口技术的研究极为重视，2023年2月8日，脑机接口产业联盟成立大会在中国信息通信研究院举办。据介绍，脑机接口产业联盟由中国信通院联合几十家脑机接口领域高校、科研机构、企业共同发起成立。
 
中国工程院院士张平、工业和信息化部科技司副司长任爱光在致辞中指出，脑机接口是未来产业的重要组成部分，构建和培育脑机接口技术产业生态、促进应用发展，已成为打造脑机接口技术产业新优势的重要方式。成立脑机接口产业联盟，在科研成果转化、应用场景开拓、供应链建设、技术标准制定、人才培养和创业投融资等方面具有重要意义。
 
可以看到脑机接口的应用领域不断拓展，从最初普遍认为脑机接口的未来将率先应用于医疗康复行业，近年来其下游应用市场不断扩大，包括元宇宙、智能驾驶等。根据麦肯锡《The BioRevolution Report》预计，未来10到20年全球脑机接口产业将产生700亿至2000亿美元的经济价值。预计未来无论是医疗应用还是日常可穿戴设备，会有更多机构加入到脑机接口领域中来，加速产品创新优化迭代，脑机接口技术将会为人类生活创造出更多可能性。