在2022世界人工智能大會(huì)上，天橋腦科學(xué)研究院（簡稱TCCI）轉(zhuǎn)化中心聯(lián)合中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、腦虎科技、中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)、上海市神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)共同舉辦“腦·機(jī)智能融合-讓大腦連接未來”論壇，這也是腦機(jī)接口首次以主題論壇的形式登陸世界人工智能大會(huì)。
英國皇家工程院院士、上海交大醫(yī)療機(jī)器人研究院院長楊廣中教授分享手術(shù)機(jī)器人和腦機(jī)接口的應(yīng)用與進(jìn)展。 本文圖片 華山醫(yī)院供圖
在論壇上，英國皇家工程院院士、上海交大醫(yī)療機(jī)器人研究院院長楊廣中教授分享了手術(shù)機(jī)器人和腦機(jī)接口的應(yīng)用與進(jìn)展。他指出，過去10年間，手術(shù)機(jī)器人的尤其是神經(jīng)介入機(jī)器人得到了飛速發(fā)展。植入式機(jī)器人的出現(xiàn)讓微型芯片植入大腦，進(jìn)行腦機(jī)接口成為可能。目前醫(yī)療機(jī)器人仍舊面臨著微型化、精準(zhǔn)性能、狹小空間靈巧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、良好生物相容性材料發(fā)掘、多模態(tài)智能感知和“人－機(jī)協(xié)同”智能系統(tǒng)開發(fā)等多方面的挑戰(zhàn)。
華山醫(yī)院院長、天橋腦科學(xué)研究院轉(zhuǎn)化中心主任毛穎分享目前神經(jīng)外科臨床應(yīng)用場景中先進(jìn)工具。
華山醫(yī)院院長、TCCI轉(zhuǎn)化中心主任毛穎教授則在論壇中分享了目前神經(jīng)外科臨床應(yīng)用場景中先進(jìn)工具，如超高清手術(shù)顯微鏡，ECoG（皮層腦電）和MET-PET技術(shù)進(jìn)行多模態(tài)腦功能定位。他介紹，近期正在進(jìn)行的多國聯(lián)合研究，研究團(tuán)隊(duì)利用先進(jìn)工具定位不同語言的皮層分布差異，旨在定位最小共同語言皮層的存在，為神經(jīng)外科手術(shù)提供語言定位和保護(hù)策略，也為深入了解語言機(jī)制提供了證據(jù)。
毛穎指出，先進(jìn)神經(jīng)工具在腦疾病診治中的發(fā)展方向正從表象到機(jī)理，從有創(chuàng)到無創(chuàng)，以及從單一學(xué)科到多學(xué)科融合。他呼吁，正如現(xiàn)在還沒有弄清原理，但腦深部電刺激技術(shù)治療腦疾病取得了顯著的效果，為此，希望更多的新技術(shù)與臨床緊密合作，只要有效就應(yīng)該盡快落地，造?；颊?。
浙江大學(xué)腦科學(xué)與腦醫(yī)學(xué)學(xué)院院長胡海嵐教授在論壇中分享了大腦如何控制競爭相關(guān)行為，決定優(yōu)勢(shì)地位的腦區(qū)的研究。她說，在長達(dá)10年的行為研究中發(fā)現(xiàn)，在社會(huì)競爭中，由大腦皮層所決定的性格特質(zhì)可以克服體力的弱勢(shì)，使動(dòng)物獲得優(yōu)勢(shì)地位，重塑大腦神經(jīng)環(huán)路可以使先天弱勢(shì)的動(dòng)物獲得優(yōu)勢(shì)地位。胡海嵐表示，非常期待與人工智能達(dá)成技術(shù)合作，進(jìn)一步探索并解開大腦編碼與社會(huì)行為的奧秘。
復(fù)旦大學(xué)、華山醫(yī)院客座教授Gerwin Schalk教授表示，神經(jīng)技術(shù)具有巨大潛力，目前相對(duì)成功的手段主要有侵入式和非侵入式兩種。以侵入式為例，應(yīng)用較多的技術(shù)包括在帕金森治療過程中使用的腦深部電刺激和癲癇治療中使用的反應(yīng)性神經(jīng)刺激，而非侵入式使用場景較多集中于睡眠監(jiān)測(cè)、多睡眠造影。他指出，神經(jīng)技術(shù)應(yīng)用的痛點(diǎn)在于，如何將神經(jīng)科學(xué)與工程技術(shù)相融合，進(jìn)而滿足每個(gè)人的需要。
復(fù)旦大學(xué)、華山醫(yī)院客座教授Gerwin Schalk教授表示，神經(jīng)技術(shù)具有巨大潛力，目前相對(duì)成功的手段主要有侵入式和非侵入式兩種。
值得一提的是，Gerwin Schalk教授所在的TCCI前沿實(shí)驗(yàn)室（TCCI Frontier Lab）對(duì)神經(jīng)技術(shù)的多學(xué)科融合進(jìn)行了探索，該團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)一款新型硬件“SmartEEG”，可以對(duì)使用者的腦電、呼吸及動(dòng)作情況進(jìn)行多維度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校生物醫(yī)學(xué)工程系助理教授王輝亮在運(yùn)用納米粒子技術(shù)對(duì)特定神經(jīng)元進(jìn)行非侵入式的精確控制調(diào)節(jié)領(lǐng)域的研究頗有建樹。他分享了最新的聲光遺傳技術(shù)進(jìn)展，利用超聲激發(fā)的非侵入性光遺傳技術(shù)，既不要開顱，也不需要植入，動(dòng)物試驗(yàn)顯示可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定神經(jīng)元細(xì)胞有選擇性的控制，滿足臨床需要的一定穿透深度，未來有望對(duì)治療帕金森等人類神經(jīng)疾病頑癥起到重要的作用。
對(duì)于未來腦機(jī)接口研究還有哪些努力的方面？中科院上海微系統(tǒng)所副所長、TCCI研究員、腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家陶虎教授表示，腦機(jī)接口不僅是重大前沿腦科學(xué)研究的關(guān)鍵工具，也是重大腦疾病診治中具有顛覆性及無限想象空間的手段，他特別指出，與傳統(tǒng)領(lǐng)域不同，現(xiàn)階段國內(nèi)外在腦機(jī)接口領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展差距實(shí)際上并不明顯，不論是電極、芯片、植入、算法還是封裝集成等領(lǐng)域，國內(nèi)技術(shù)發(fā)展處于國際先進(jìn)水平，目前最需要的是系統(tǒng)優(yōu)化。
中國原創(chuàng)腦機(jī)接口設(shè)備研發(fā)企業(yè)腦虎科技創(chuàng)始人、CEO彭雷表示，其產(chǎn)品主要面向的兩個(gè)市場，一個(gè)是以“腦計(jì)劃”為依托的科研市場，助力“腦計(jì)劃”的基礎(chǔ)研究工具平臺(tái)；另一個(gè)是明確醫(yī)學(xué)價(jià)值的醫(yī)療市場，針對(duì)明確的適應(yīng)癥如漸凍癥，高位截癱、失明等，企業(yè)會(huì)按照醫(yī)療產(chǎn)品的流程穩(wěn)妥推進(jìn)臨床試驗(yàn)，“高通量、低創(chuàng)傷、長期在體”是三大亮點(diǎn)。