【開篇語】
今年兩會期間,習近平總書記參加江蘇代表團審議時強調(diào),要牢牢把握高質(zhì)量發(fā)展這個首要任務,因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。5月30日,省委十四屆六次全會對深入學習貫徹總書記這一重要講話精神進行全面部署?!敖K力量·向‘新’而行”網(wǎng)絡主題活動將學習貫徹省委全會精神,探尋江蘇加快推動高質(zhì)量發(fā)展的舉措,挖掘因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的江蘇故事。
【“江蘇力量·向‘新’而行”網(wǎng)絡主題活動①】
讓大腦與計算機相連,“賽博時代”來臨
腦機接口,從科幻走進現(xiàn)實
將腦機接口設備戴在頭上、套上氣動手套,電腦屏幕上出現(xiàn)了五個手指。注視某個手指,使用大腦“意念”,真的動起來了!在大腦中植入電極,患者的癥狀緩解了……這些之前在科幻電影中出現(xiàn)的場景,如今正逐步成為現(xiàn)實。腦機接口都有哪些奧秘?能幫人類做哪些事?近日,在景昱醫(yī)療科技(蘇州)股份有限公司(簡稱“景昱醫(yī)療”)和蘇州念及智能科技有限公司(簡稱“念及科技”),揚子晚報/紫牛新聞記者一探究竟。
帕金森患者開機后“不抖了”
“第一步,把腦袋‘打’開;第二步,把電極放進去;第三步,把腦袋‘關(guān)’上?!痹诰瓣裴t(yī)療總工程師朱為然的表述中,腦機接口的產(chǎn)品之一——神經(jīng)刺激器的植入過程,就跟“把大象放到冰箱里”一樣簡單。在實驗室的一堆儀器前,他手托顱骨模型,給記者做起了演示。
“植入式神經(jīng)刺激器又叫腦起搏器,目前多用于中晚期帕金森疾病的治療。產(chǎn)品分為植入式神經(jīng)刺激器、電極、延伸導線三部分。首先,在顱骨頂部開直徑14毫米的兩個小孔。在立體定向手術(shù)設備的引導下,將耳機線粗細的電極導線從顱孔植入大腦?!备S朱為然的描述,記者想象著在微創(chuàng)手術(shù)中,將電極植入顱內(nèi)70到80毫米處,到達腦深部特定的核團。
接著,將電極在顱頂進行外固定,將延伸導線與電極在耳后連接,同時與神經(jīng)刺激器在胸前鎖骨下區(qū)域連接,從而完成腦機接口植入。
帕金森病是一種常見的神經(jīng)退行性疾病,臨床表現(xiàn)為震顫、僵直、步態(tài)遲緩等。神經(jīng)刺激器類似運動手表大小,是鈦合金材質(zhì)。醫(yī)生開機后,帕金森患者的癥狀將得到有效緩解。
在一個治療視頻中,記者看到神奇一幕——患者的身體前一秒還抖動得如同踩了高速馬達,開機后瞬間恢復正常。
朱為然介紹,中國現(xiàn)有300多萬名帕金森患者。景昱醫(yī)療的植入式神經(jīng)刺激器,每年可惠及逾2000個家庭。
除了化學藥之外的“電子藥”
景昱醫(yī)療董事長兼總經(jīng)理寧益華解釋,“景昱”的“景”代表著“愿景”;“昱”的意思為“日光”?!拔覀兿M邪l(fā)先進的醫(yī)療器械,實現(xiàn)照耀更多病人的目標。腦機接口對腦功能疾病的治療,是除了化學藥之外的‘電子藥’?!睂幰嫒A介紹, 景昱團隊從事腦科學相關(guān)研發(fā)已有15年。70%-80%的帕金森病患者會在中晚期出現(xiàn)步態(tài)遲緩的問題。景昱于2024年推出的創(chuàng)新迭代的八觸點雙靶點帕金森DBS(腦深部電刺激術(shù))產(chǎn)品,可有效改善這一問題。此外,該技術(shù)在治療難治性精神類疾病方面也取得了重大突破,目前的重點方向是治療難治性強迫癥和藥物成癮等疾病。
寧益華介紹,腦機接口屬于交叉學科,整合了多學科技術(shù),比如材料學、精密加工、計算機軟硬件、信息安全、醫(yī)學、心理學、神經(jīng)科學……其最大的門檻是人才和研發(fā)。景昱研發(fā)團隊有100多人,占公司總?cè)藬?shù)的25%。公司每年投入的科研費用占年度銷售收入的40%以上。
在寧益華看來,新質(zhì)生產(chǎn)力就是人類在科技發(fā)展過程中,獲得更多的新技術(shù)和新產(chǎn)品,從而提升人們的生活質(zhì)量,提供新的經(jīng)濟增長引擎。未來,公司希望逐個攻克自閉癥、老年癡呆等腦功能疾病,并降低成本,讓高科技走近更多普通人。
“讀心術(shù)”用意念控制“技能”下載
走進念及科技的“腦科學未來探索館”,能近距離感受“讀心術(shù)”。當揚子晚報/紫牛新聞記者將類似發(fā)帶的腦機接口設備戴在頭上、套上氣動手套,電腦屏幕上出現(xiàn)了五個手指。記者注視某個手指設法讓它“動起來”,神奇的一幕發(fā)生了:屏幕上記者注視的手指方格出現(xiàn)被選中的藍色標記,記者對應的手指也動了起來,想動哪就動哪,大腦用“意念”把手套“拿捏”住了!
電影《黑客帝國》里的經(jīng)典場景也略見一斑。當記者戴上腦機接口交互設備及VR頭顯時,瞬間變身為虛擬世界里擁有超能力的未來戰(zhàn)士,無需手柄,目之所及,用腦電波點亮火把、擊碎隕石;施展“意念”魔法,變換各種天氣,可以讓枯樹重煥新機,開滿繁花……
“這是腦機接口的人機交互應用場景?!蹦罴翱萍伎偨?jīng)理、聯(lián)合創(chuàng)始人賴艷介紹,腦機接口架起了人與計算機的信息橋梁,在腦卒中、帕金森等醫(yī)療康復中大展身手。以念及科技自主研發(fā)的腦機接口手功能康復訓練系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)解決了腦卒中及癱瘓病人在康復過程中的痛點,傳統(tǒng)的康復訓練是簡單的肌肉牽引,是“不過腦”的被動康復,治標不治本。通過腦機接口在大腦和肢體之間建立人工的輔助傳導通路,是“過腦”的主動康復,重建大腦與外周神經(jīng)的連接,從而大大提升康復效果。
國產(chǎn)率100%,應用場景豐富
賴艷介紹,念及科技開發(fā)了一套腦控打字系統(tǒng),失能失語患者可以借此系統(tǒng)自主表達意愿;還可以直接控制外部設備,提升患者的生活自主性。
2018年,央視《挑戰(zhàn)不可能》節(jié)目也曾展現(xiàn)過“腦控打字”。一位漸動癥患者穿戴上腦電帽后用意念打字,引發(fā)熱議。該項技術(shù)的研發(fā)牽頭人是清華大學博士、中國科學院半導體研究所研究員王毅軍。2022年創(chuàng)立的念及科技,其首席科學家正是王毅軍?!爱斈臧崃藢嶒炇译娔X去節(jié)目現(xiàn)場,患者頭上還戴了很重的腦電帽,打滿導電膏才實現(xiàn)?,F(xiàn)在,這套設備已被僅重75克的全國產(chǎn)化無線高速率腦機接口交互設備LinkMe所替代——無線可穿戴高速率,國產(chǎn)率100%?!辟嚻G介紹,腦機接口從實驗室走向現(xiàn)實,一定要考慮產(chǎn)品輕量化、穿戴舒適度以及交互的友好性。4月26日,腦機接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布首批《2024腦機接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新十大案例》,念及科技LinkMe上榜。
探索無止境。念及科技創(chuàng)新實驗室主任董越博士介紹,念及科技腦機接口編解碼算法,目前已達到325bits/min的高信息傳輸速率,以腦機接口打字為例,相當于每秒鐘輸入一個字符,保持著非侵入式腦機接口通信速率世界第一的紀錄。
場景在拓展。腦機接口技術(shù)還應用于兒童注意力檢測、疲勞監(jiān)測、視野檢測等場景。
高端康復病床機構(gòu)、地方殘聯(lián)以及相關(guān)醫(yī)院、智能駕駛車企……念及科技不斷解鎖新場景?!拔磥碓谥悄荞{駛領(lǐng)域,腦機接口將在人車交互、智能駕艙、疲勞駕駛監(jiān)測等方面帶來驚喜?!辟嚻G說。
【專家點評】
加快推動腦機接口產(chǎn)業(yè)培育壯大
腦機接口是在生物腦與智能機器之間建立信息交流的直接通道,實現(xiàn)大腦與智能機器的雙向交互、協(xié)同工作及功能融合,正加速從科研走向應用,市場發(fā)展?jié)摿薮蟆N覈鞔_將腦機接口列為代表新質(zhì)生產(chǎn)力的未來產(chǎn)業(yè)技術(shù)方向,江蘇在《關(guān)于加快培育發(fā)展未來產(chǎn)業(yè)的指導意見》中亦提出前瞻布局類腦智能技術(shù)。
目前,我國腦機接口正處于創(chuàng)新突破和應用拓展關(guān)鍵期,產(chǎn)業(yè)應用仍以醫(yī)療場景為主。江蘇擁有豐富的類腦創(chuàng)新資源, 是全國腦機接口產(chǎn)業(yè)分布的主要集聚地之一,已涌現(xiàn)出一批在細分領(lǐng)域技術(shù)水平領(lǐng)先、商業(yè)化能力較強的企業(yè)。
進一步推動腦機接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大可以從三個方面著力。
一是加強技術(shù)突破。推動神經(jīng)技術(shù)與類腦計算技術(shù)的融合,用好“揭榜掛帥”“賽馬”等機制圍繞腦機接口技術(shù)發(fā)展趨勢、重點領(lǐng)域、技術(shù)難題等進行研發(fā)突破,如電極生物相容性材料、芯片運算能力與功耗等。
二是加快市場拓展。除了深化腦機接口在醫(yī)療領(lǐng)域的應用外,還應加強在非醫(yī)學領(lǐng)域,如教育、娛樂游戲等行業(yè)的應用。推動將腦機接口技術(shù)轉(zhuǎn)化為市場化、大眾化的產(chǎn)品,滿足不同用戶需求,促進企業(yè)價值實現(xiàn)。
三是加大政策扶持。瞄準腦機接口細分領(lǐng)域,完善產(chǎn)業(yè)鏈布局。大力引培神經(jīng)科學、電子技術(shù)、信息技術(shù)、先進制造、材料科學等領(lǐng)域高質(zhì)量復合型人才。加大政府采購、國產(chǎn)替代等對腦機接口產(chǎn)品的支持力度,并提升監(jiān)管政策的適配性。
備注:“賽博”是Cyber的音譯。在現(xiàn)代語境中,"賽博"通常與電腦仿生、人工智能等概念相關(guān)聯(lián)。
程俊杰(江蘇省社科院區(qū)域現(xiàn)代化研究院副院長、研究員)
策劃:王文堅 薛兵 李軍 李榮洲
文字:沈春寧 馬燕 李沖
攝像:盧婧 陳金剛 于房浩
剪輯:朱君賢 曾宏亮 唐嘉鈺
校對 周露