【奮進新時代·展品背後的故事】小芯片引領“腦語”時代
【奮進新時代·展品背後的故事】
光明日報記者 劉茜 陳建強 光明日報通訊員 趙暉
在“奮進新時代”主題成就展地方展區天津單元,一枚小小的芯片靜靜地躺在展櫃裏。它是世界首款腦機接口編解碼芯片,有一個(ge) 更為(wei) 人熟悉的名字——“腦語者”。
7年前,當自己的左腿在意念控製下終於(yu) “踢”出去的時候,腦中風患者鄭桂榮驚喜地發現,自己“癱”了8個(ge) 月的腿,竟然“又聽使喚”了:“心思一動,腿就可以開始抬起來了。”
在天津醫院康複科的治療室裏,患者王楊佩神經係統受損,大腦無法指揮手腕、腳腕。戴好腦-機接口設備後,根據電腦提示,他的手腕功能慢慢康複。經過3個(ge) 多月的治療,他已經能自行進行腕關(guan) 節旋轉、踝關(guan) 節背曲等。
這一切,得益於(yu) 天津大學神經工程團隊在腦機接口領域持之以恒的奮鬥。經過7年攻關(guan) ,該團隊將這些原先在電腦上通過算法實現的腦電編解碼功能集中體(ti) 現在了展覽中的這枚芯片上。
腦機接口技術被譽為(wei) 人腦與(yu) 外界溝通交流的“信息高速公路”,是在人腦和計算機或其他電子設備之間,建立信息輸出通路的全新技術。劉秀雲(yun) 是團隊中的一員,30多歲的她已經是國家重點研發計劃項目的首席科學家。她介紹:“早期研究中,團隊聚焦於(yu) 構建人工神經康複機器人係統,幫助中風偏癱患者建立新的人工神經信息環路,利用神經可塑性有效促進原有障礙的運動反射弧逐漸恢複,使其重獲運動能力。”
他們(men) 成功了。2019年5月,“腦語者”計算芯片C係列發布,劉秀雲(yun) 介紹:“它能快速識別出頭皮腦電中極微弱的神經信息,高效計算解碼用戶操作指令,這將大幅提升大腦與(yu) 機器之間的通信效率。”此後神經工程團隊在非侵入式腦機接口領域朝著一個(ge) 個(ge) 更遠的目標前進、突破。
隨著人們(men) 生活節奏不斷加快,抑鬱症臨(lin) 床診療需求急劇增長。神經工程團隊成功設計了“神工·神心”情感腦機接口係統,通過解碼不同情緒下的腦電波變化,實現對病人抑鬱狀態的客觀評估,並改變患者大腦活動模式,令其趨向正常人的模式。
2021年,團隊進一步研發了8通道24位模數轉換芯片“腦語者”D係列,專(zhuan) 門針對神經電生理信號的采集。在團隊的發展藍圖中,“腦語者”芯片將不斷進化,致力於(yu) 成為(wei) 腦機接口與(yu) 神經工程技術的基礎載體(ti) ,為(wei) 推動我國腦機交互關(guan) 鍵技術自主可控提供堅實保障。同年,我國首個(ge) 腦機接口領域綜合性開源軟件平台MetaBCI麵世,它能夠實現對用戶大腦意圖的誘發、獲取、分析和轉換等全流程處理。
一步一步走來,劉秀雲(yun) 深有感慨:“如果說‘腦語者’是在核心硬件方麵加快了創新發展的步伐,MetaBCI的推出則是在建設腦機接口底層基礎軟件通用平台方向上邁出的重要一步。在未來,隨著腦機接口技術在芯片、算法、應用等環節的不斷突破,將有可能給人類的生活模式帶來一場革命性的改變!”
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