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

“北脑一号” 智能脑机系统构建完成

“北脑一号”智能脑机系统构建完成2024中关村论坛将于4月25日至29日举办。记者了解到，最新研发的“北脑二号”脑机系统，将作为重大发布成果，在2024年中关村论坛上正式亮相。据悉，该系统对标国际先进的高通量柔性微丝电极技术，结合大通道高速神经电信号采集设备和运动想象解码算法，将进一步提升脑神经信号采集的质量。而作为其“前辈”，“北脑一号”智能脑机系统早已构建完成，目前正在积极开展研究者发起的临床研究，并推进医疗产品注册工作。据介绍，“北脑一号”将在运动与语言障碍的功能替代与康复等方面，为患者带来更有效的治疗和康复方案。（北京青年报）

“北脑二号” 智能脑机接口系统正式发布

“北脑二号”智能脑机接口系统正式发布4月25日上午，2024中关村论坛正式开幕，北京脑科学与类脑研究所通过论坛发布脑机接口、基因治疗、研究技术等一系列最新研究成果。其中，“北脑二号”智能脑机接口系统作为重大成果，于本届论坛开幕式首次发布。系统基于自研高通量柔性微丝电极、千通道电生理记录系统、实时编解码算法等关键技术，完成全链路系统构建，在全球首次实现猕猴通过意念控制对二维运动目标的脑控拦截。临床方面，芯智达已于2023年与三博脑科医院、天坛医院、宣武医院合作三项临床研究，分别为运动功能的脑皮层信号解析技术研究、功能电刺激反馈式脑机接口系统在运动失能患者中的研究，以及语言解析技术研究，目前均已进入数据采集阶段，未来极有望为因创伤、脑卒中、渐冻症等造成的肢体瘫痪或失语患者提供治疗方案。

2024中关村论坛将于4月25日至29日举办。据了解，最新研发的“北脑二号”脑机系统，将作为重大发布成果，在2024年中关村论坛

2024中关村论坛将于4月25日至29日举办。据了解，最新研发的“北脑二号”脑机系统，将作为重大发布成果，在2024年中关村论坛上正式亮相。据悉，该系统对标国际先进的高通量柔性微丝电极技术，结合大通道高速神经电信号采集设备和运动想象解码算法，将进一步提升脑神经信号采集的质量。而作为其“前辈”，“北脑一号”智能脑机系统早已构建完成，目前正在积极开展研究者发起的临床研究，并推进医疗产品注册工作。据介绍，“北脑一号”将在运动与语言障碍的功能替代与康复等方面，为患者带来更有效的治疗和康复方案。（北京青年报）

脑机接口技术又有突破性进展 马斯克合伙人研制大脑“第七层”

脑机接口技术又有突破性进展马斯克合伙人研制大脑“第七层”Precision公司由马斯克脑机接口公司Neuralink的另外两名联合创始人MichaelMager和BenjaminRapoport共同创立，该公司本周还宣布了新一轮超过4000万美元的B轮融资。人类大脑皮层由六个细胞层组成，Precision的科学家和工程师所做的工作是在六层细胞表面再人工构建“第七层”皮质接口，以一种“半侵入性”的方式植入大脑中。公司称这意味着患有渐冻人症（ALS）等严重退行性疾病的患者将重新获得通过移动光标、打字甚至用意念的方式访问社交媒体与外界交流的能力。与目前市场上从事脑机接口设备研发的企业相似，Precision公司研制的“第七层”设备本质上而言是一个柔性电极阵列，但它的特点在于超薄，厚度仅有头发丝的五分之一，与大脑表面贴合后而不易损坏脑组织。这种半侵入式的植入设备介于深度脑植入与外部脑刺激设备之间。好处是可以减少侵入性外科手术对大脑的伤害（手术创口不到1毫米），同时对大脑信号提取的精准度要高于外部连接设备；但缺点是由于该设备是贴附在大脑表层，能够处理的大脑信号仅限于大脑皮层信号，无法提取大脑深层的控制记忆、情绪等高级认知的信号。据公司介绍，Precision已成功使用“第七层”设备解码了动物的神经信号，未来几个月内有望获得美国FDA批准，在人体上测试该技术。复旦大学光电研究院研究员宋恩名1月28日在接受第一财经记者电话采访时表示：“该类半侵入式的脑机接口产品优势体现在超薄的柔性结构与微创式手术安全性，其脑电信号的处理能力也受益于高精度技术和材料科学方面的突破。但任何植入大脑的设备在伦理方面都会面临巨大的挑战，生物本体大脑容易受到产品泄漏电流的潜在危害，因此在安全性和有效性方面都有待进一步的验证。”在谈到柔性脑机接口产品面临的技术挑战时，宋恩名告诉第一财经记者：“理想的柔性材料应该具备两方面的特性，一是超薄柔软，这样能够避免对脆弱脑组织的损伤；二是要性能稳定，能够防止脑脊髓液的渗透以及材料植入后容易出现的滑移。”宋恩名向第一财经记者介绍称，目前脑机接口公司研发的植入式柔性电极采用大多是金或者铂等金属导体，相应的柔性电子封装容易出现漏电问题，在应用安全性方面存在风险，而且在脑电信号采集方面信噪比较低。宋恩名团队提出了一种集成化硅基晶体管阵列的高通量脑机接口柔性电极，有望实现更长期的脑电信号记录。“植入式脑机接口的微电极阵列可以让高时空精度脑电传感成为可能，而大规模硅薄膜晶体管可以实现高密度脑电信号放大功能。”宋恩名对第一财经记者表示。他还表示，团队正在研究一种生物兼容性更好的硅基可降解脑机接口系统，以优化脑机接口的信噪比以及解决植入失效后被取出所带来的二次手术风险。大脑研究在很多方面都是现代医学的下一个前沿，而2023年也有望成为神经技术的“分水岭之年”，该领域从技术和资金方面都出现了积极势头。在国内，深圳脑科学技术公司应和脑科学近日宣布完成超亿元天使轮融资；在全球，除了Precision公司之外，脑机接口公司Synchron也于去年12月宣布获得7500万美元C轮融资。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341429.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1341429.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