探索大脑奥秘:脑虎科技柔性脑机接口引领医疗革命
科技快讯中文网
摘要 :“脑控”智能设备和“意念对话”成为现实
近日,脑虎科技在复旦大学附属华山医院成功完成了语言运动“双解码”脑机接口临床试验,这一成就不仅标志着脑机接口技术的重大突破,也预示着人类向“脑控万物”的未来迈出了坚实的一步。脑虎科技自主研发的256导高通量植入式柔性脑机接口,实现了实时运动和语言双解码,为因脑损伤引发的运动和语言障碍修复提供了新的解决方案。 这项技术的成功应用,无疑为神经科学领域带来了革命性的进展。它不仅能够帮助那些因脑损伤而遭受运动和语言障碍的人们,还可能为未来的智能交互技术开辟新的道路。脑机接口技术的发展,让我们看到了人类与机器融合的更多可能性,未来或许我们可以通过大脑直接控制各种设备,极大地提升生活质量和工作效率。
这一突破性进展不仅涵盖了实时运动解码,更在实时汉语解码方面取得了前所未有的突破,标志着中国在脑机接口领域达到了世界领先水平。脑虎科技也因此成为全球唯一同时实现实时运动解码和实时汉语解码的侵入式脑机接口企业。 这项成就不仅展示了中国科研团队在脑机接口技术上的卓越能力,还为未来的医疗应用提供了无限可能。尤其在汉语解码方面取得的进展,对于全球数亿以汉语为母语的人群来说,无疑是一个巨大的福音。这不仅提升了相关疾病的治疗效果,也为语言障碍患者带来了新的希望。
“脑控”上网,开启人机交互新纪元
HighGamma频段(70-150Hz)是脑电信号中的一个重要高频段,通常与大脑的高级认知功能和神经活动同步相关。它能够提供大脑活动的精细信息,特别是在运动和感知方面。在植入式脑机接口的临床试验中,提取这一频段的信号有助于更准确地解读大脑意图,从而实现通过意念控制运动。
2024年8月,脑虎科技联合华山医院神经外科毛颖/陈亮教授团队顺利完成意念合成运动临床试验。受试者为21岁运动区占位的癫痫患者,通过手术植入256导高通量柔性脑机接口监测病灶并保护运动相关的重要脑功能区。项目团队对其脑电信号的High Gamma频段进行脑电特征提取和模型训练,利用LSTM(长短期记忆)神经网络模型进行连续时间解码,整体系统延迟小于60 ms。得益于256导高通量、高质量、高分辨脑电信号和自主开发的通道筛选算法,可快速精准确定响应脑区,进行实时高效精准解码。受试者无需动手操作,术后两天内便可实现“脑控”玩乒乓球和贪吃蛇游戏。
经过两周的训练,借助脑虎科技自主研发的脑机操作系统XessOS,受试者能够自如地使用微信、邮箱、淘宝、小红书、今日头条等常见应用程序,并实现了对智能家居和智能轮椅的“脑控”操作,极大提升了运动障碍患者在日常生活中的基本行动能力。
图1:实时意念操控XessOS系统
国际首次实现“意念”对话AI大模型,填补多项国内外空白
汉语作为一种以单音节为主的声调和象形文字语言,与英语等拼音语言不同,在其生成过程中涉及更多的大脑区域,因此需要开发专门针对汉语特点的神经编解码机制和信息处理方法。2024年12月,脑虎科技携手华山医院神经外科吴劲松教授团队在国内首次开展了高通量植入式柔性脑机接口实时合成汉语言的临床试验。研究团队在一位因语言区肿瘤引发癫痫的患者身上实施了柔性脑机接口植入手术,通过植入256导高通量脑机接口,不仅帮助确定病灶位置,还保护了与语言相关的关键脑功能区。
图2:实时汉语言解码
病人术后恢复良好,五天后即可实现142个常用汉语音节下71%的解码准确率,并且单字解码时延小于100 ms,是目前国内实时汉语言解码的最高水平。基于实时汉语解码,受试者不仅实现了意念实时合成汉语、驱动数字分身以及对话AI大模型等高级功能,还能将人的脑电解码成语言进而转化成指令实时操控灵巧手实现人机交互。这一成果不仅为失语患者带来了重塑语言功能的希望,更为实现人脑与AI大模型的直接交互,甚至思维交流开辟了新的可能。
值得一提的是,在新年来临之际,受试者通过意念操控智能假手,为众人呈现了“二零二五新年快乐”的手语祝福。
图3:脑虎科技的创始人陶虎与受试者以及通过意念操控的灵巧手共同比心合影,传递出美好的祝福。这一瞬间不仅展示了科技进步带来的无限可能,也体现了人机交互技术在医疗健康领域的巨大潜力。未来,这样的技术有望帮助更多行动受限的人群重新获得生活的自主权和尊严。 这一事件不仅是技术上的突破,更是对社会的一次温暖提醒:科技的发展应当以人为本,致力于解决人类面临的实际问题,提高生活质量。同时,这也反映了中国在神经接口技术和智能假肢研发方面的快速进步,展现了国内科研团队的创新能力。
此次脑虎科技披露的突破性进展,得益于上海独特的创新生态系统和来自政府、医院、机构等的多元投入。相关工作得到了天桥脑科学研究院(TCCI)的大力支持,并获得了国家自然科学基金面上项目、上海市科委战略前沿脑机接口专项项目、上海市经信委促进产业高质量发展专项先导产业创新发展项目、上海市战略性新兴产业发展专项等项目的资助,同时还有上海市脑机接口重点实验室、中国神经科学学会脑机接口与交互分会、上海市未来产业脑机接口专委会等机构的支持。 这一系列的支持无疑为脑虎科技的发展提供了坚实的基础。在当前科技日新月异的时代背景下,这样的合作模式不仅有助于推动科技创新,还能够加快科研成果向实际应用的转化。期待在未来,脑虎科技能够在这些支持下取得更多具有国际影响力的成果,为中国乃至全球的科技进步作出更大贡献。
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