超越Neuralink的腦機介面,癱瘓者靠意念「打中文字」、喝水、滑社群
隨著科技的飛速發展,腦機介面(BCI)技術正為癱瘓患者帶來新的希望。根據《Nature》報導,中國目前正積極投入巨額資金,推動多項腦機介面裝置的人體試驗,其中一些技術甚至展現出超越美國馬斯克旗下 Neuralink 等領先設備的潛勢。
▲隨著科技的飛速發展,腦機介面(BCI)技術正為癱瘓患者帶來新的希望 (示意圖非文中裝置/Photo by FREEPIK)
StairMed裝置更小巧、低侵入性
在中國,諸如醫療科技公司 StairMed 在上海開發的腦機介面系統,正透過臨床試驗為患者帶來福音。該裝置已成功協助一名四肢癱瘓的男性玩電腦遊戲。報導提到,StairMed 的裝置與 Neuralink 正在美國進行人體試驗的植入物相似,但 StairMed 的探針數量較少,整體裝置更為小巧且具備更低的侵入性。
香港大學電機工程師鄭武指出,儘管中國在此領域的歷史不如美國悠久,且許多正在試驗的裝置是美國公司開發版本的簡化版,但「中國的腦機介面研究發展非常迅速」。
中國政府將腦機系統列為創新重點
荷蘭馬斯垂克大學神經工程師 Christian Herff 提到,中國研究人員正透過改進用於解碼神經數據的演算法和植入裝置等方式,在多個方面推進該領域。中國政府已將腦機系統列為重點創新領域,並投入大量資金。上海科技大學計算神經科學家李宇寧表示,中國有「許多年輕科學家參與到這波腦機介面新浪潮中」,並與產業緊密結合。
李宇寧進一步指出,中國擁有完善的醫療基礎設施和龐大的人口基數,這為技術的測試和驗證提供了有利條件。他相信:「這裡取得的進展能夠造福全球的病患和研究人員。」雖然目前已有數個團隊宣布了早期試驗的初步結果,但這些結果尚未經過同行評審。
微創無線裝置NEO:恢復手部動作
其中一項正在人體試驗的腦機介面裝置是微創無線裝置 NEO,它能透過氣動手套幫助癱瘓者恢復手部動作。該裝置將 8 個探針放置在包裹大腦的硬腦膜上。
清華大學生物醫學工程師洪波是這項試驗的共同負責人,他透露,2023 年 10 月第一位接受 NEO 裝置植入的患者,其握力得到增強和加速,經過 20 個月後,現在已能利用裝置自行進食和飲水。洪波表示,迄今已有 20 名患者接受了 NEO 植入。
中國科學院神經科學研究所神經工程師趙振拓指出,由於 NEO 技術收集的是大量細胞的資訊,其訊號解析度不如記錄單個神經元活動的深部探針強。這使得該方法更適用於控制簡單的動作。但洪波認為,性能上的權衡換來的是裝置的微創性,且能夠長時間運作。
NEO 團隊也與香港大學的鄭武和清華大學的電機工程師唐建石合作。他們在今年 2 月發表於 Nature Electronics 的一篇論文中指出,他們使用高效能的神經形態晶片(neuromorphic chips)來模仿大腦解碼腦訊號的方式,而非傳統矽晶片。這項技術能將晶片整合到探針中,使裝置更小、功耗更低,並加快資訊處理速度。
突破性進展:解碼中文語言與控制輪椅
另一項研究團隊則將探針植入大腦更深層的區域。去年 7 月,上海的神經外科醫生為一名癲癇女性在大腦皮層植入了一個帶有 256 個探針的裝置。經過兩週的練習,她就能使用這款由上海腦機介面公司 NeuroXess 設計的裝置,操作社交媒體應用程式並控制輪椅。
去年12月,該團隊為一名患有癲癇且大腦語言處理區有腫瘤的女性進行了探針植入手術。NeuroXess 共同創辦人兼首席科學家 Tiger Tao 表示,這名患者成功地使用該裝置以每分鐘 50 個中文字的速度進行中文交流,延遲僅 100 毫秒,這是腦機介面技術首次實現即時解碼中文。他補充說,一般人說話速度約為每分鐘 150 個字,因此「仍有很大的改進空間」。
資料來源:Nature
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記者彭夢竺/編譯,原文〈中國砸重金積極發展「腦機介面」 技術甚至超過馬斯克Neuralink〉,本文由 科技島 授權轉載