“十五五”规划明确建议将脑机接口视为具有未来设计的未来产业。脑机接口是一个跨学科的课题，需要神经科学、材料、芯片、人工智能、临床医学等多个领域之间的密切合作。经过多年的培育和发展，正从实验室走向临床应用。脑机接口将为我们带来哪些新的可能性？ 完全植入式无线脑机接口 首次临床试验完成 近日，中国科研人员自主研发的国内首个全植入式、无线、内置电池的多功能脑机接口产品在复旦大学附属华山医院成功完成首次临床试验，为一位截瘫八年、肩部以下不能活动的患者提供了新的视角。 银幕上，28岁的高ly paraplegic 利用头部控制光标、浏览网页、玩游戏等，还可以连接和控制各种物理设备，包括安全气囊手套、智能轮椅、智能家居甚至人形机器人。 上海脑虎科技有限公司创始人兼首席科学家 胡涛：患者可以通过意念轻松地与这些物理设备建立联系。这样，就有可能从患者自己的思维世界转移到数字世界甚至真实的三维物理世界。 作为国内首个、全球第二个内置电池的脑机接口产品，包括电池在内的所有核心模块均完全植入患者体内。主机表面无线缆接口。据该团队称，这是为了从物理上避免暴露系统带来的感染风险。同时该设备还结合了无线供电和无线数据传播。在日常生活中，患者无需连接或使用外部设备即可实现实时思想交流。 上海脑虎科技有限公司创始人兼首席科学家胡涛：目前整个无线数据传输模块和无线供电模块，包括电池，都是一个放置在患者锁骨水平的胸部皮下的设备。更好地控制您自己的安全和供暖。而且，患者的整体外观实际上相当于植入了一个看不见的脑机接口，这也显着提高了患者的生活质量和存在尊严。 该团队表示，下一步将扩大其临床范围，重点开发脑机接口应用程序，以帮助失语症患者恢复失去的语言功能。 独家参观侵入式柔性脑机接口电极工厂 脑机接口包括非侵入式、半侵入式和全侵入式植入方式，也支持不同的检测信号强度。为了检测大脑中单个神经元细胞的信号，中国研究小组设计了一种侵入式、灵活的脑机接口。这种植入大脑的脑机接口有多灵活？跟随记者来到其生产工厂。 记者拿着一个新构造的柔性电极，用于脑机接口。它非常细软，可以在微风中飞翔。电极前面有三个小分支，这些是将来要植入患者大脑中的电极。共有128个电极点，检测精度达到单个神经细胞的水平。小型、柔软且灵活的电极是如何制造的？ 制造灵活的脑机接口需要以下步骤： 第一步，在硅片上涂上一层采用柔性材料聚酰亚胺，烘烤后形成绝缘膜。 第 2 步：对神经回路进行照片记录。 第三步：涂上一层纳米级的金属金来构建导电路径。 步骤4：将2D金属表面切割成3D电极。 终于到达了包装区。在这种情况下，电极是“硅晶片”。它们被移除，形成柔性脑机接口电极。tadora 整个电极制造过程就像在豆腐上雕刻图案一样。电路的精度和厚度必须足够，不允许有缺陷。可谓是一个集材料科学、力学、电学、工程学等领域于一体的综合性、跨学科、系统性工程。 具有脑机接口的手术机器人 30 秒内植入电极 对于侵入式脑机接口技术来说，植入的电极通道越多，采集到的信号就越多，准确率也越高。ise 分析将是。因此，相关团队正在研究植入更多通道的电极的方法。如果只植入两个或三个电极，医生办公室就可以完成，但当植入的电极数量达到数十个或数百个时，就需要更安全、更精确的手术器械。这包括开发具有脑机接口的机器人，可以快速植入电极。记者跟随记者来到北京脑科学与脑整合研究所研究团队正在进行的脑机接口手术机器人研发现场。 如果在显微镜下观察，您会看到放大数倍的柔性电极。每个电极都有数十个收集点，用于收集来自单细胞神经元的信号。电极尖端有一个小孔。据开发人员介绍，在手术过程中使用细而硬的钨针来“打开钨针的“小箭头”穿过柔性电极尖端的小孔，引导电极进入脑组织。到达目标点后，将钨针移开，并在其位置留下一个软电极。 这个过程必须快速准确地完成。能够执行这一手术过程的ORA机器人能够连续、完全自主地规划和植入，并能在30分钟内完成数千通道脑机接口电极的植入。电极电缆的植入时间最长约为 30 秒。 至然医疗CEO宋琪：因为我们要实现微米级的高精度单细胞植入，所以我们对整个系统的控制精度，包括植入精度有很高的要求。使用多个双目相机拍摄大脑区域的实时照片。同时，智能规划g 算法在规划过程中自动避开这些潜在的血管位置，以实现准确的植入。 目前，这种带有脑机接口的手术机器人还处于研发阶段，其有效性还需临床验证。这些创新展示了脑机接口技术未来进一步发展的潜力。 脑机接口 帮助视障人士恢复视力 很多脑机接口已经被用来恢复运动功能，但是盲人患者能否利用脑机接口重新“看到”世界呢？这种视觉重建是如何完成的？它是如何实现的？记者走访了进行相关研发的技术团队。 记者测试了一种称为虚拟致盲的系统。这模拟了未来盲人接受脑机接口手术后看到的世界。这些字母和物体的轮廓是sh通过脑机接口属于盲人的大脑。实现这种视觉重建需要外部摄像头、信号处理器和脑机接口电极。 中国科学院自动化研究所研究员刘兵：我们正在使用植入式脑机接口来帮助患者重建视力。我们不仅用眼睛看世界，还用大脑看世界。这相当于直接对大脑施加电刺激，模拟大脑看世界的过程，用外部摄像头拍摄外面的场景，通过电刺激让大脑看到外部摄像头看到的风景。 专家表示，全球对利用大脑和计算机重塑视觉的探索已经进行了近 50 年，但进展相对缓慢。问题的关键在于大脑皮层本身的结构特点。很难在我们写入的刺激信号和我们的大脑“看到”的最终图像之间建立稳定且一致的通信。 为了解决这个问题，团队创造了“封闭美元”。我们引入了一种称为循环反馈的控制思想。通过一系列内部开发的软件，可以实时验证刺激信号与大脑真实反应之间的偏差，并通过动态算法进行实时调整，逐步优化，使输入信号与大脑高效匹配。 目前，这种初级视力重建系统可以将视障人士的视力提高到人类视力水平0.1（相当于视力表上的最高E）。翻译成我们看到的图像，这是一个大约 32x32 像素的光点阵列，大致勾勒出物体的边界线，帮助视障人士实现基本的视觉定向，例如避开障碍物。 现在，脑机接口视觉重建在电极通道、算法精度、图像清晰度等方面仍需改进。但通过脑机接口重塑视觉就像为人类配备了第三只眼睛，提供了感知世界的新方式。该团队表示，将继续通过包括软件和硬件在内的多种方法来改善观看体验，以实现更高的图像分辨率和更清晰的视觉。