成果來了|戴上這款“機(jī)器帽”,或可增強(qiáng)記憶
近日,《深圳商報(bào)》以《戴上這款“機(jī)器帽”,或可增強(qiáng)記憶》為題,對(duì)我院非侵入式“腦機(jī)接口”成果做了重點(diǎn)報(bào)道。
在電影《黑客帝國(guó)》中,主角通過在腦后插入一根線纜實(shí)現(xiàn)與 “母體”系統(tǒng)的連接就可進(jìn)入一個(gè)虛擬世界,用大腦意念獲得知識(shí)和發(fā)出指令如此天馬行空的場(chǎng)景正逐漸從科幻走向現(xiàn)實(shí)。
近年來,“腦機(jī)接口”成為熱門話題,巨大風(fēng)口下不斷涌現(xiàn)新的入局者。在深圳,也有一群與“大腦”打交道的團(tuán)隊(duì),中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院(以下簡(jiǎn)稱“深圳先進(jìn)院”)研究員蔚鵬飛團(tuán)隊(duì)就是其中之一。該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的穿戴式無創(chuàng)腦機(jī)接口產(chǎn)品,通過特定頻率電刺激可干預(yù)腦認(rèn)知功能。
“目前,相關(guān)產(chǎn)品正在申請(qǐng)II類醫(yī)療器械注冊(cè)證,有望于明年上市?!蔽爹i飛說。
所謂“腦機(jī)接口”,目前普遍的定義是指在人或動(dòng)物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接,從而實(shí)現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換。根據(jù)信號(hào)采集過程與大腦的接入方式來劃分,“腦機(jī)接口”可分為侵入式與非侵入式兩類。
侵入式“腦機(jī)接口”需通過手術(shù)將電極植入大腦皮層等部位,美國(guó)神經(jīng)連接公司Neuralink聯(lián)合創(chuàng)始人埃隆·馬斯克所說的“腦機(jī)接口”,更多指的是侵入式。而非侵入式“腦機(jī)接口”一般通過附著在頭皮上的可穿戴設(shè)備實(shí)現(xiàn)腦電信號(hào)采集,蔚鵬飛團(tuán)隊(duì)的穿戴式無創(chuàng)腦機(jī)接口產(chǎn)品,就屬于這一種。
“兩者各有不同的應(yīng)用場(chǎng)景?!蔽爹i飛說,侵入式腦機(jī)接口技術(shù)雖然更精準(zhǔn),但也更復(fù)雜,免不了開顱植入的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。非植入式的優(yōu)點(diǎn)是無創(chuàng),局限是信號(hào)的精準(zhǔn)度比植入式低,但與藥物相比,它起效更快、靶點(diǎn)更明確、副作用也更小。
蔚鵬飛告訴記者,非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)在國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究已經(jīng)開展多年,有較多的技術(shù)積累,目前市場(chǎng)上企業(yè)更多選擇的是非侵入的方式。采訪中,他向讀創(chuàng)/深圳商報(bào)記者展示其研發(fā)的穿戴式無創(chuàng)“腦機(jī)接口”產(chǎn)品,外形像頭戴式耳機(jī)帽,戴上后,設(shè)備通過柔性電極傳感器,可識(shí)別腦電波在大腦執(zhí)行不同任務(wù)時(shí)的變化。
“識(shí)別腦信號(hào)只是第一步,我們要做的是在采集和分析腦電信號(hào)的基礎(chǔ)上,來調(diào)控檢測(cè)到的異常神經(jīng)振蕩活動(dòng),最終達(dá)到干預(yù)治療的目標(biāo)?!蔽爹i飛說。
如何干預(yù)治療? 大腦與機(jī)器是如何產(chǎn)生連接互動(dòng)的? 這需要結(jié)合經(jīng)顱電刺激技術(shù)。
蔚鵬飛告訴記者,當(dāng)人類思考時(shí),大腦皮層中的神經(jīng)元會(huì)產(chǎn)生微小的電流。人類進(jìn)行不同的思考活動(dòng)時(shí),激活的神經(jīng)元也不同?!按魃稀X機(jī)接口’產(chǎn)品后,機(jī)器會(huì)定位到特定的神經(jīng)元區(qū)域,然后通過特定頻率的神經(jīng)電刺激對(duì)大腦進(jìn)行干預(yù),從而達(dá)到對(duì)認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)功能改善和強(qiáng)化的目標(biāo)?!?/span>
據(jù)了解,經(jīng)顱電刺激技術(shù)通過電極將特定模式的低強(qiáng)度電流作用于大腦頭皮以調(diào)控皮層活動(dòng), 是一種非侵入、無創(chuàng)的神經(jīng)刺激方法。
蔚鵬飛表示,通過特定頻率電刺激干預(yù)腦認(rèn)知功能,其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的穿戴式無創(chuàng)腦機(jī)接口產(chǎn)品可應(yīng)用于治療老年癡呆患者的認(rèn)知障礙、意識(shí)障礙患者的意識(shí)蘇醒等一些臨床適應(yīng)癥。在前期臨床測(cè)試中,蔚鵬飛曾讓兩組參與人員戴上“機(jī)器帽”背單詞,在沒有提前告知的情況下,一組施加電刺激,另一組不施加。每天戴上一定時(shí)間,重復(fù)一星期后,被施加了電刺激的人員記憶力提升了17%左右。
“我們前期開展了很多臨床試驗(yàn)證明,它可以在兩周內(nèi)改善癡呆和認(rèn)知障礙患者的認(rèn)知評(píng)分量表,目前正在開展多中心的注冊(cè)臨床?!蔽爹i飛說。
近年來,“腦機(jī)接口”越來越火熱。在阿里巴巴達(dá)摩院發(fā)布的《2021十大科技趨勢(shì)》中,就談到“‘腦機(jī)接口’幫助人類超越生物學(xué)極限”。根據(jù)中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院公布的《腦機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)化白皮書2021》,2019年全球“腦機(jī)接口”市場(chǎng)規(guī)模約12億美元,預(yù)計(jì)2027達(dá)37億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率為15.5%。
廣闊的市場(chǎng)前景,為“腦機(jī)接口”的發(fā)展打開了巨大想象空間。但要真正走向大眾,“腦機(jī)接口”技術(shù)還面臨著不少商業(yè)化落地的難題。
近年來,蔚鵬飛團(tuán)隊(duì)依托深圳先進(jìn)院人才技術(shù)積累,不斷加速腦認(rèn)知與腦疾病產(chǎn)業(yè)化落地。2018年,蔚鵬飛等人通過技術(shù)轉(zhuǎn)化入股的形式,成立了深圳中科華意科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“中科華意”)。該公司是深圳先進(jìn)院腦認(rèn)知與腦疾病研究所基于腦科學(xué)理論研究源頭創(chuàng)新成果孵化的項(xiàng)目,專注于無創(chuàng)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)。
今年9月,中科華意獲得了種子輪融資。“本輪融資后,我們將繼續(xù)發(fā)揮深圳先進(jìn)院‘IT+BT’融合發(fā)展的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),重點(diǎn)加速推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化和產(chǎn)品的醫(yī)療器械注冊(cè),將神經(jīng)調(diào)控平臺(tái)技術(shù)應(yīng)用到更多的醫(yī)療場(chǎng)景和適應(yīng)癥上。”蔚鵬飛表示。
蔚鵬飛指出,目前“腦機(jī)接口”技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步發(fā)展階段。未來,“腦機(jī)接口”技術(shù)在商業(yè)化落地過程中,要明確特定技術(shù)的臨床適應(yīng)癥范圍,進(jìn)一步完善對(duì)臨床有效性和安全性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、醫(yī)療器械臨床的試驗(yàn)規(guī)范,并建立相關(guān)管理政策法規(guī)。

便攜式經(jīng)顱電刺激訓(xùn)練儀

實(shí)驗(yàn)室圖
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