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力争跨越脑机接口1.0版,立志破解诸多人类重大疾病——复旦神经调控与脑机接口研究中心成立

力争跨越脑机接口1.0版,立志破解诸多人类重大疾病——复旦神经调控与脑机接口研究中心成立飞入寻常百姓家

科创 2024-08-04 12:02:17

来源:新民晚报   作者:张炯强  

图说:复旦神经调控与脑机接口研究中心成立 来源/采访对象供图

新民晚报讯(记者 张炯强)昨天,一个致力于打造“脑感知—脑计算—脑调控”相融合的国际一流科研共享平台——复旦大学神经调控与脑机接口研究中心,在复旦设立。它聚集了数据科学、信息科学、交互芯片、系统集成、临床应用等理工医融合交叉学科团队,聚焦大脑功能从微观、介观到宏观的信息编程重大基础科学问题,服务神经调控与脑机接口领域国家重大战备需求。中心布局三大前沿研究方向:神经调控机制及理论研究,脑机交互神经调控技术研发,神经调控临床转化研究。

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什么是脑机接口?复旦脑机接口研究中心的意义又是什么?

复旦脑机接口研究中心主任王守岩解读,2022年11月底,马斯克在他的脑机接口公司Neuralink的发布会上,向公众展示了猴子用意念打字的场景。猴子这是学会英语了?其实它并不会拼写英文。而是电脑已经预先设置好了字母出现的顺序,并用黄色标亮以提示猴子用意念将光标移动到高亮字母上将其选中,然后依次拼出。这便是脑机接口的场景。脑机接口是“脑”+“机”+“接口”组成,简称为BCI(brain-computer interfaces),指的是将人脑与外界具有处理或计算能力的设备(比如电脑或其他装置)实现连接,进行直接交互通信的方式。

不过,在王守岩看来,马斯克所做的只是脑机接口的1.0版本,中心的目标则将超越这个1.0版本。具体来说,人类的大脑主要由神经元组成,数量多达860亿个,可以说是宇宙中最复杂的存在之一。到底是什么原理使得神经细胞在某种情况下发生某些反应,现在并不是很清楚;还有大脑中的信息处理,思维、抉择甚至意识等,理解得也不深入。中心通过多学科合作研发脑机接口技术,就可以为解析认识大脑提供方法与工具。同时,它也是神经修复领域最有潜力的诊疗工具,对于治疗神经功能损伤引发的疾病具有重要价值。

不久前,复旦大学附属华山医院徐文东教授和顾玉东院士领衔的“创建外周—中枢通路修复肢体运动障碍的重大技术突破及理论创新”项目获2023年度国家科技进步奖一等奖。这一极具创新的方案通过新建外周—中枢神经通路,将瘫痪上肢的神经连接至同侧健康脑半球,给偏瘫上肢“换大脑”,使多年的“瘫痪手”成为“可用手”,让患者实现生活自理。但是,这仍局限于医学“生物性”治疗。华山医院团队成员、副主任医师邱彦群表示,团队正与中心紧密合作,期待通过神经调控脑机接口技术,利用获得的神经解码技术,与脑重塑的关键靶点相结合,设计面向生活自理能力的康复机器人,使华山偏瘫上肢“换大脑”手术更上一个台阶,这对于脑卒中患者是个福音。

王守岩表示,中心目标是服务于诸多人类重大疾病的诊疗。已承担的临床项目包括:植入式脑脊接口,助力截瘫患者重新行走;纳米线人工视网膜实现盲人复明;帕金森病闭环神经调控等。中心还承担了国家科技创新2030“脑科学与类脑研究”的多个重大专项与青年专项科研任务,包括:“侵入式脑机融合平台及临床应用”、“面向运动和意识障碍康复的双向——闭环脑机接口”、“面向语言功能障碍的汉语语言脑机接口研究”等。

中心还有一项重点工作是基础研究。记者走进张江复旦国际创新中心的张江国际影像中心,位于地下一层的磁共振室,只见五台世界上最先进的磁共振扫描仪正在工作,王守岩介绍,“这是亚洲唯一、世界第四台3T脑连接磁共振,可以清晰展示人脑的白质连接;这是可以用于病人扫描的7T磁共振,人脑内部最细微的血管,均一览无遗……”通过一次次实验,人脑的一个个功能被挖掘出来——甚至是“解梦”这种玄而又玄的东西,也可以通过科技来还原梦中的场景。科研人员为记者现场模拟,果然如此。当置于磁共振内的被试者进入睡眠状态时,采集被试脑部功能磁共振信号,对信号解码可以还原出被试梦中的事物。比如梦中出现一条河流,人脑中就会出现与河流相关的信息,就有河流的编码。当所有的编码合成一起,就有一幅完整的梦中场景。

新民晚报记者 张炯强

编辑:徐驰
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