中国自研脑机接口“北脑二号”问世：已植入猕猴大脑 达世界领先水平

中国自研脑机接口“北脑二号”问世：已植入猕猴大脑达世界领先水平在动物实验中，在颅内植入一片牵着柔软细丝的小小薄膜，绑住双手的猴子就能仅用“意念”控制机械臂，抓住“草莓”。据介绍，与半侵入式采集脑皮层电信号的“北脑一号”系统不同，此次发布的“北脑二号”对标国际脑机接口领域最新进展。它采用侵入式采集单神经元电信号，将电极植入猕猴大脑，大幅提升信号采集与解码的精准性。“北脑二号”的高性能，归功于我国自研的3个核心组件：高通量柔性微丝电极、千通道高速神经电信号采集设备两个硬件，以及基于前馈控制策略的生成式神经解码算法。自主研发的1024通道柔性微丝电极生物相容性极高，具有和大脑组织接近的机械特性和极高的时空分辨率，在猕猴颅内稳定植入将近一年，可同时记录500-600个单细胞（single-unit）亚毫秒精度的数据。“北脑二号”应用的算法也是国内自研，能在大脑皮层神经活动与运动参数之间建立精确映射。而且通道数、信噪比、长期稳定性等主要技术指标均达到世界领先水平，解决了大规模单细胞信号长期稳定记录和实时解码的国际前沿难题。“北脑二号”的千通道高速神经电信号采集设备...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428844.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428844.htm

武汉企业自研“植入式脑机接口系统” 全球首创 大脑电信号“双向读写”

武汉企业自研“植入式脑机接口系统”全球首创大脑电信号“双向读写”“植入式脑机接口系统”设备效果图大脑是人类探索自然科学的“终极疆域”，脑科学和类脑研究已成为世界各国抢占的新一轮科技竞争制高点，而脑机接口就是对人脑进行研究的主要手段。赵继宗院士在接受采访时表示，“衷华脑机前期的工作推动了中国脑机接口在临床领域的发展，这在人类医学史上是一个里程碑的事件，也证明了中国脑机接口有能力在国际上做出突出成绩”。从“单向读取”到“双向读写”是“植入式脑机接口系统”的革命性创新。据介绍，衷华脑机独立开发的双向神经信号测量与调控芯片，不仅可读取大脑神经电信号，还可通过电流刺激等方式向大脑发送信号。微电极是脑机接口的重要部件，衷华脑机自主研发“微针”制备工艺，实现了全球首创——“微针”具有高可靠、高稳定的特性，能够广泛用于神经信号记录与神经元刺激，可以提供多种电极规格选择，“微针”阵列的最大通道数达到65536个，是国际知名脑机接口企业Neuralink公司同类成果的20余倍，成为全球首款6.5万级通道电极。“‘植入式脑机接口系统’的研发成功，将使许多过去难以想象的应用成为可能”，衷华脑机创始人、首席科学家黄立介绍，脑机接口进入临床阶段后，可用于截瘫、脊椎损伤、意识障碍、抑郁症、痴呆症、失明失聪等疾病的研究与治疗。依托脑机接口的植入，大脑电信号实现在人体内外的“双向”读取与输出，可能使眼球坏死的病人复明；可能使重度失眠患者能够拥有深度睡眠；可能使脊柱神经损伤的病人重新站立行走；可能将计算机与人脑直接进行连接，实现通信和控制……将为人类的疾病治疗、认知与控制带来全新的想象空间。“推动我国脑机接口技术和产业跻身国际领先行列，解决西方‘卡脖子’难题，更要有超越西方技术的能力。”黄立介绍，衷华脑机2021年创办至今，已研制出数十个品种的“微针”，从单柄、多柄“微针”到数万个通道的矩阵式“微针”，既可以用于人脑，也可以用于脊椎、眼球、四肢或腹腔内各个脏器。据介绍，衷华脑机已形成一套包含植入式微针、超高速数据传输系统、海量数据（维权）处理平台以及植入设备的一站式植入式脑机接口系统，完成芯片、封装、设备工艺、通信模块、AI算法、系统软件等植入式脑机接口系统全链条自主研发，取得100余项国际国内专利。“人脑就好比一个巨大的金矿，而且是从未有人进去过的金矿，一旦进入，满地皆是宝藏，俯首可拾。”黄立介绍，衷华脑机提出了“云脑”计划：以武汉为核心，联合北京、成都、上海、广州等城市构建1+4的神经科学平台，以这一国际领先的脑机接口和神经接口为依托，全面开展相关科学研究和应用研究。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380643.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380643.htm

一文看懂脑机接口未来的无限可能

一文看懂脑机接口未来的无限可能近日，埃隆·马斯克旗下的脑机接口公司Neuralink在推特上宣布，其脑植入物已获得FDA的批准，将启动首次人体临床研究，目前该临床试验尚未开始招募参与人员，未来将很快发布更多相关信息。这个消息迅速引发热烈讨论与市场追捧。此前，Neuralink已经试过在老鼠、猪和猴子的大脑植入脑机接口芯片，2022年3月还曾递交人体试验的申请被拒。但不得不说，Neuralink动作还是挺快，仅用3个月就将被拒理由的材料补齐，获得了FDA的批准。Neuralink这项即将进行人体试验的技术，希望通过向人脑植入电极、芯片等装置，建立连接人脑与外部设备的通信和控制通道，即脑机接口，从而实现用大脑生物电信号直接操控外部设备或以外部刺激调控大脑活动的目的。在OpenAI“大杀四方”的当下，若这一技术取得进展和成功，相信在不远的将来对瘫痪患者恢复运动功能，治愈帕金森氏症、阿尔茨海默氏症等脑部疾病，以及帮助恢复失明患者视力等方面有着非凡的意义。未来，也许真的可以像马斯克所期望的那样“让人脑与计算机融合，成为“半机械人”，帮助人类与AI实现共生，避免AI对人类造成“生存威胁”。什么是脑机接口？脑机接口（Braincomputerinterface，BCI）是在人脑与计算机或其它电子设备之间建立的直接交流和控制通道。通过这种通道，一方面用户可以直接通过大脑活动来表达思想或操控设备；另一方面，外部设备则不断地给大脑发送各种反馈信息，让大脑及时调整控制策略，维持整个系统的稳定性。从原理来看，脑机接口的实现，大致可以分为四步：脑电采集→信号获取及处理 → 信号输出（执行）→ 反馈。根据“侵入性”，可将脑机接口分为侵入式、非侵入式和半侵入式脑机接口三类。侵入式脑机接口通过手术等方式将信号采集装置（电极）直接植入患者大脑皮层，以获得高强度、高质量的信号，但此种方式经济成本和安全风险均较高，极有可能引发免疫反应和脑胶质细胞结痂等炎症反应，从而导致信号质量下降。侵入式脑机接口技术难度最大，若有突破对人类发展贡献也会更大，其目前主要应用在医疗领域，最有可能率先落地并带来市场收益的是神经替代、神经调控相关技术和产品，其技术难度也是最大的。目前，侵入式脑机接口公司中，进入人体临床试验阶段的有Synchron、Onward和Neuralink三家。Synchron早在2021年就已获得FDA批准，开始试验，并于2022年7月宣布在美国首次植入脑机接口。其技术是微创的，通过一种类似血管支架的电极放置在大脑血管的内部，来采集血管附近的神经信号。Neuralink的侵入性方案则属于“皮层刺入”路线，它直接将柔性电极丝植入大脑皮层之中。一般而言，越深入和靠近脑组织本身，脑电信号就越清晰和准确。但毕竟要将外物植入大脑，很容易引起免疫反应，人体可能会在电极和神经组织之间生成疤痕组织，导致信号传输的衰退，甚至消失。所以，这次的人体试验结果如何，的确很值得期待。非侵入式脑机接口无需手术，是对人体创伤最小，采集方法最为简单的脑电信号采集方式，将信号采集电极置于头皮外部的非侵入式脑机接口，但由于电极与神经元距离较远，测得的信号噪声较大，对信号后期的处理要求较高。非侵入式脑机接口技术多应用在更广泛的生活生产领域，正逐步在康复训练、教育娱乐、智能生活、生产制造等众多方面为人类带来福祉。代表性产品有云睿智能的优梦思额贴式睡眠记录仪，主要通过贴附于额前采集分析脑电信号，来帮助鉴别和改善睡眠障碍，已经获得国家二类医疗器械证和美国FDA认证，并进入多家医院提供全方位的脑电睡眠监测管理服务。半侵入式脑机接口处于上述两者之间，通过手术方式植入电极，但电极处于皮肤下或颅腔内，未达到大脑皮层。其信号质量比非侵入式的更好，而相较于侵入式脑机接口，虽采集到的信号较弱，但免疫反应和炎症反应发生率均较低，安全系数较高。采用这一类技术的公司目前较少。脑机接口有哪些主要应用领域？1．提供信息增强技术。简单来说，可以为那些瘫痪或有其他严重运动缺陷的人提供新的通信增强技术。2022年NatureCommunications上的一篇研究就借助能读取大脑信号的植入式脑机接口，使一位罹患渐冻症的男子选择字母，组成通顺的句子，完成日常交流。2．康复训练。通过脑机接口技术，监测到的脑电信息可以用于加工、反馈，针对多动症、中风、抑郁症等做对应的恢复训练。例如，对于运动皮层相关部位受损的中风病人，脑机接口可以从受损的皮层区采集信号，其次刺激失能肌肉或控制矫形器，改善手臂运动；运动想象类脑机接口可以用于孤独症儿童的康复训练，提升他们对于感觉运动皮层激活程度的自我控制能力，从而改善孤独症的症状，亦可以通过脑电信号的反馈，训练使用者的专注力。3．脑科学研究与脑功能诊断。脑机接口，可以帮助研究人类大脑的认知、运动、情感等方面的机制，深入探究人类大脑的奥秘。 例如脑机接口可以帮助实时监控和测量神经系统状态，辅助临床判读。“监测”型脑机接口应用方向十分多样，包括测量视/听觉障碍患者神经通路状态协助医生定位病因，评测陷入深度昏迷患者的意识等级等等。除此之外，通过结合脑电、视频等多元信息进行诊疗，能够辅助医生判读脑损伤、脑发育等多种临床适应症。4．人机交互。通过脑机接口技术，可以实现更加智能的人机交互，如控制家用电器、智能机器人、VR设备等等。5．军事安全。脑机接口技术可以用于军事领域，如控制战斗机、导弹等，提高作战效率。总之，脑机接口技术的应用前景非常广泛，未来还有很多新的应用领域可能会涌现。脑机接口产业发展现状整体而言，脑机接口产业链发展仍在初期阶段。材料、产业化和伦理仍是目前脑机接口技术需要攻关的三大问题。根据中国电子技术标准化研究院的《脑机接口标准化白皮书2021》，2019年全球脑机接口市场规模约12亿美元，预计2027年达37亿美元。麦肯锡预测未来10到20年，全球脑机接口产业将产生700-2000亿美金经济价值。目前全球脑机接口主要以非侵入式为主，用于诊疗康复领域，其中医疗保健领域占比62%，剩余为疾病治疗领域。脑机接口技术的发展将撬动医疗健康、教育、游戏甚至智能家居行业。上游的芯片、采集设备、相关算法仍在研发阶段，下游应用多集中于科研设备和康复训练，远期来看可能创造人机交互的新型网络体系。具体来说，上游设备尚未实现标准化量产，自研BCI芯片和算法成为核心技术壁垒。脑机接口的设备主要包括脑电采集设备、BCI芯片、处理计算机以及数据集、处理算法、操作系统级分析软件、外部嵌套设备等。脑电采集设备若为非侵入式主要为采用干电极/湿电极的脑电采集帽（或为耳机、头箍形态），若为侵入式则为微电极/探针。犹他阵列丨medicaldesignandoutsourcing.comBCI芯片主要实现脑电信号的预处理（包括放大、滤波、模数转换、编码等）、信号通信甚至部分信号处理环节。信号处理环节通常在计算机或云端完成，需要实现用户意图的特征提取、将提取的信号特征转换为通信指令，之后由通信设备或辅助设备给出反馈（通常为显示器或声音、机械反馈）。但由于目前业界对脑信号的模拟和“写入”了解非常不充分，目前的脑机接口活动尚未实现完全闭环。当前，脑机接口技术正在全球领域成为一个新...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363371.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363371.htm

Synchron脑机接口开启人体试验 这家公司缘何受贝佐斯和盖茨青睐？

Synchron脑机接口开启人体试验这家公司缘何受贝佐斯和盖茨青睐？Synchron研发的脑机接口系统是经血管植入的，通过采集脑信号，可以让没有或非常有限的身体活动能力的人，可以通过他们的思维来操作光标和智能家居设备等技术。标语中所谓的“自然高速公路”，也就是指大脑中的血管。据媒体周六（2月18日）报道，到目前为止，这项新兴技术已经在美国的3名患者和澳大利亚的4名患者身上得到了应用。蓬勃发展的行业脑机接口就是将极小的电极植入大脑，破译大脑信号并将其转换为外部技术命令的系统。人们对该技术最初的印象应该是是亿万富翁埃隆·马斯克创立的Neuralink公司。脑机接口技术始于激进的科学实验，如今已渐渐转变成为服务于医疗的技术。当下该行业正处于蓬勃发展阶段。马斯克并不是唯一一个看好脑机接口技术的亿万富翁。去年12月，Synchron宣布了一轮7500万美元的融资，其中包括来自微软联合创始人比尔·盖茨和亚马逊创始人杰夫·贝佐斯的资金。StentrodeSynchron公司成立于2012年，完全称得上是马斯克在脑机接口领域最大竞争者。该公司的脑机接口设备名为Stentrode，直径为8毫米，长度为40毫米，由一种称为镍钛诺的柔性合金制成，类似于血管支架。该接口通过微创手术放置在大脑血管中，经过几天的细胞生长期，与大脑建立链接，采集人脑数据。Stentrode连接着50cm柔性经血管导线，采集到的人脑信号将通过“皮下隧道”连接到置于胸部皮下的内部遥测单元（ITU），再通过红外光无线传输到外部遥测单元（ETU），并将其发送到体外设备．2020年8月，美国食品和药物管理局（FDA）授予stentrode“突破性设备”称号。2021年，Synchron成为第一家获得FDAIDE（临床研究性器械豁免）的公司，被允许在人类患者中进行永久性植入BCI试验。巨大的进步Synchron公司正在招募患者进行早期可行性试验，目的是证明这项技术用于人体是安全的。目前该公司透露，有6名患者将要被植入Synchron的脑机接口，并进行测试。在此前（2021年）的一次人体试验中，一位名为PhilipO‘Keefe的患者被植入脑机接口后，成功通过意念，发布了一条Twitter：你好，世界！据了解，O’Keefe患有肌萎缩性侧索硬化症，双手活动困难。这无疑是一次巨大的成功。Synchron公司首席执行官TomOxley随后发推称赞道，“短短的Twitter，巨大的进步。”尽管该公司目前还没有收益，不过该公司首席商务官KurtHaggstrom表示，该技术的发展进度目前已经到了一半。有利有弊相较于竞争对手需要通过开颅手术植入脑机接口，Synchron公司所采用的植入方法是一种侵入性更小、更易接触的方法，它建立在现有的血管内技术的基础上，仅通过微创手术就能实现。不过有利有弊，Synchron公司神经科学高级主管PeterYoo表示，由于该设备不是直接插入脑组织，因此大脑信号的质量并不完美。他补充道，大脑不喜欢被异物接触。其竞争对手、马斯克的Neuralink正在开发一种能直接插入脑组织的脑机接口。不过该公司尚未在人体中测试其设备，马斯克表示他希望今年能这样做。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345307.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345307.htm

浙江大学脑机接口领域取得突破 可解读意念书写汉字

浙江大学脑机接口领域取得突破可解读意念书写汉字据财新网，中国科学家团队发布脑机接口领域的最新进展。4月23日，浙江大学医学院附属第二医院宣布，其通过侵入式脑机接口，首次实现控制机械臂书写汉字。脑机接口可以将大脑信号转化为计算机可解读语言，进而直接操控外部设备，实现“意念控制”。在几类方法中，浙大二院采用的侵入式脑机接口技术难度系数最高，但信号采集更为精确。人脑的剖面从外到内依次是外层的头皮、头骨；头骨下有三层膜将大脑包裹起来，分别为硬脑膜、蛛网膜和软脑膜；再往内是大脑皮层和白质。脑机接口设备也按照侵入到脑部的层级被分为三类：附着在头皮上的是非侵入式脑机接口；皮层脑电图（ECoG）会穿过头骨但位于大脑皮层外，可置于硬脑膜外或硬脑膜下，属于半侵入式脑机接口；侵入式脑机接口则需要将电极植入大脑皮层。来源：格隆汇

“脑机接口”到底是什么？它将如何改变人类生活？

“脑机接口”到底是什么？它将如何改变人类生活？马斯克介绍，“神经连接”公司的首款脑机接口产品名为“心灵感应”，大脑植入设备后，只需通过意念就能控制手机、电脑等，失去四肢功能的人群将是这款产品的首批使用者。去年5月，该公司获得美国食品和药物管理局批准，启动脑植入设备人体临床试验。同年9月，开始为临床试验招募志愿者。什么是“脑机接口”？脑机接口是科幻作品里常见的场景。近年来，随着脑机接口技术的不断发展，让失语者“开口说话”、通过“意念”指挥机械，频频出现在我们的视野里。马斯克在2021年发布过一只做试验的猴子。猴子通过意念操作，在电脑上打出一行字“我想吃点心”。这个行为背后就是比较传统标准的脑机接口技术在支撑。而帮助残疾人获取声音的人工耳蜗则是脑机接口迄今最成功、临床应用最普及的技术。其原理是将声音信号转化成电信号直接传输给大脑，可帮助大量失聪者重新找回声音和交流的能力。此外，电影里出现的人物如阿凡达或钢铁侠，都是通过脑机接口技术灵活操作肢体行动。虽然目前还无法实现，但它们是科学家对脑机接口技术未来实践的期待。到底什么是“脑机接口”？专家介绍，脑机接口是指将人脑与外部设备连接起来，实现人脑与外部设备之间的信息交互。简单来说，脑机接口就是让人的大脑和电脑或其他电子设备直接“对话”。通过这种技术，我们可以把大脑的想法转换成电脑可以理解的信号，或者把电脑的信号转换成大脑可以理解的指令。它可以让残疾人或者脑部疾病的患者能够恢复一定的运动能力，获得一些简单的交互能力。“脑机接口”有哪几种类型？近年来，经过国内外科研团队多年开发，脑机接口已取得不少进展，目前分为侵入式和非侵入式两大技术路径。马斯克旗下的脑机接口公司“神经连接”专注于侵入式脑机接口技术，还有一些企业则专注于挖掘非侵入式脑机接口技术的应用。专家介绍，中国和欧洲一些国家以无创脑接口为核心，美国以有创脑接口为主。从应用角度来说，有创脑接口仅限于一些医疗的必需研究；无创脑接口除了医疗应用，还可应用于教育、娱乐等各种场合。“脑机接口”可应用于哪些领域？未来，脑机接口技术有望在医疗、康复、娱乐等领域得到广泛应用。例如，脑机接口技术可以用于帮助瘫痪患者恢复行走、说话等功能；可以用于帮助盲人、聋人感知周围环境；也可以用于开发新的娱乐方式，例如脑机接口游戏等。目前，脑机接口技术应用最广的就是帮助残疾人灵活运用假肢。接入神经信号后，假肢可以做到非常灵敏复杂的操作。如今，在广东、浙江等地，脑机接口在许多实验室里已进入实践阶段。例如，智能仿生手可以提取手臂上微弱的肌电和神经电信号，识别运动意图，做到“手随心动”；采集脑电的头罩可以收集大脑发出的电信号，转化为可视化的脑电图谱，通过波纹的浮动来判断人的注意力是否集中。“脑机接口”相关研究是否安全？尽管马斯克的脑机接口项目取得了一定进展，也确实能对很多有需要的人提供帮助，但有关“神经连接”公司相关研究安全性问题一直讨论不断，该公司也面临了有关部门的审查。去年11月，有四名美国国会议员联名致信美国证券与交易委员会，要求该机构对“神经连接”公司进行审查。他们在信中称，“神经连接”公司在猴子身上进行的实验记录显示，大脑植入设备对动物的健康产生了不利影响，出现了瘫痪、癫痫发作和脑肿胀等症状，至少有12只年轻健康的猴子在参与实验后被实施了安乐死，而马斯克淡化了投资者对其动物试验结果的担忧。其实，伴随着脑机接口技术的发展，关于脑机接口是否存在风险性、伦理问题该如何应对等的讨论也越来越多。记者从科技部获悉，国家科技伦理委员会人工智能伦理分委员会近日编制了《脑机接口研究伦理指引》，这是我国在脑机接口研究领域的首部伦理指引。指引明确，开展脑机接口研究应确保研究具有社会价值，应主要致力于修复型脑机接口技术，强调通过技术发展服务公众的健康需求。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1420217.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1420217.htm