6月30日,中國科學(xué)院院士、南京大學(xué)副校長鄭海榮在廣東深圳舉行的第15期科技創(chuàng)新院士報告廳活動中表示,腦機(jī)接口是解決未來重大醫(yī)療需求的關(guān)鍵路徑,是掌握未來人工智能最高形態(tài)的重要抓手。
鄭海榮院士通過科幻電影《阿凡達(dá)》中通過意念駕馭飛龍的場景為引,介紹腦機(jī)接口技術(shù)“讀取”大腦神經(jīng)信號并“寫入”反饋指令,以實(shí)現(xiàn)控制核心原理。
“當(dāng)前腦機(jī)接口研究的核心目標(biāo)之一,是深入解析大腦的功能特征,尤其是與疾病相關(guān)的神經(jīng)機(jī)制?!编嵑s院士介紹,通過植入式裝置,有望幫助中風(fēng)患者或失明人士重建因疾病受損的運(yùn)動或感覺功能,這正是腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的關(guān)鍵應(yīng)用方向。
鄭海榮院士說,腦機(jī)接口技術(shù)的下一代突破,不僅依賴于新型電極材料和器件的開發(fā),更需在以下關(guān)鍵領(lǐng)域取得進(jìn)展:包括跨尺度神經(jīng)生物學(xué)的深入理解;復(fù)雜神經(jīng)信息的精準(zhǔn)解碼與翻譯技術(shù);高效、安全的無創(chuàng)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)。
在鄭海榮院士看來,基于其解決重大臨床需求的潛力,腦機(jī)接口技術(shù)的突破性應(yīng)用將率先在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)。
近期,國內(nèi)多個科研團(tuán)隊(duì)宣布腦機(jī)接口進(jìn)入臨床階段,能夠幫助患者重建肢體運(yùn)動功能,并取得積極進(jìn)展。
鄭海榮院士介紹,當(dāng)前腦機(jī)接口仍以科學(xué)研究為主,科學(xué)研究以原理驗(yàn)證和可行性探索為核心目標(biāo),要將腦機(jī)接口技術(shù)轉(zhuǎn)化為安全、有效且可推廣的臨床診療方案,仍需克服重大技術(shù)挑戰(zhàn),并經(jīng)歷嚴(yán)格的臨床驗(yàn)證過程,確保其對廣泛患者群體的適用性和安全性。
在全球范圍內(nèi),最受矚目的埃隆·馬斯克創(chuàng)立的Neuralink公司,在侵入式腦機(jī)接口的臨床推進(jìn)方面較為領(lǐng)先,已實(shí)現(xiàn)脊髓損傷患者完成打字以及玩馬里奧賽車等復(fù)雜任務(wù)。然而,侵入式腦機(jī)接口是有創(chuàng)的,電極使用壽命有限,并且只能解讀電極所接觸腦區(qū)的信號。
鄭海榮院士認(rèn)為,侵入式電極面臨的核心挑戰(zhàn)在于生物相容性。人腦歷經(jīng)漫長進(jìn)化形成的精密免疫防御機(jī)制,會對植入的異物產(chǎn)生排異反應(yīng),導(dǎo)致電極性能隨時間顯著下降甚至失效。因此,開發(fā)無須開顱手術(shù)、具有更高生物安全性的非侵入式腦機(jī)接口技術(shù),通過外部設(shè)備解讀和翻譯神經(jīng)信號以實(shí)現(xiàn)控制,是目前重要的研究方向和理想目標(biāo)。
當(dāng)前,人工智能已深度融入人類社會,尤其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域推動著基因解碼、藥物研發(fā)及精準(zhǔn)診療的革命性突破。展望未來,AI將沿“數(shù)據(jù)智能到物理智能到生物智能”路徑演進(jìn)。
其中,數(shù)據(jù)智能依托算力與算法挖掘信息價值;物理智能賦予機(jī)器感知與行動能力;而生物智能將通過腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)人機(jī)智能深度融合,最終構(gòu)建無創(chuàng)腦際通信——以神經(jīng)信號直連替代傳統(tǒng)通訊,成為生命體間信息自由交互的終極載體。
鄭海榮院士表示,作為人工智能的核心突破方向,生物智能與腦機(jī)接口技術(shù)將深度重塑未來產(chǎn)業(yè)形態(tài)、科學(xué)范式與社會結(jié)構(gòu),其兼具變革性與顛覆性的雙重特征,亟須科學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界及國家戰(zhàn)略層面的協(xié)同關(guān)注與投入。
當(dāng)日活動由深圳創(chuàng)新發(fā)展研究院、中關(guān)村產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級研究院、深圳企聯(lián)等機(jī)構(gòu)共同主辦。中關(guān)村產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級研究院院長馬國川主持,原深圳市委常委、副市長張思平等出席活動。
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