人脑是自然界最复杂的系统,与大脑相关的疾病也是极其复杂的。据统计,全球脑疾病患者约占全部疾病的11%,社会负担接近人类疾病总负担的30%。其中,我国各种脑疾病患者人数近1.3亿。脑疾病已成为重大公共卫生问题、社会问题和民生问题。
在此背景下,各国纷纷将脑科学与脑计划列为研究重点。2016年,中国脑计划作为重大科技项目被列入了国家“十三五”规划。近日,在上海世博中心举办的2022世界人工智能大会上,国内侵入式脑机接口最具代表性的企业——脑虎科技面向全球发布了自主知识产权的柔性脑机接口科技成果,进一步引领并推动我国脑科学与智能科技的核心与关键技术,有助于打破西方国家的技术垄断。
根据脑科学的研究目的和定义,脑科学相关的研究主要分为三个层面:脑认知、脑保护和脑创造。其中,脑认知的研究占比最高,脑保护次之,脑创造,即对大脑功能进行开发或借鉴大脑功能开发技术,如类脑研究、脑机接口等,因难度系数高研究占比最低。中科院上海微系统所副所长、脑虎科技创始人兼首席科学家陶虎表示,脑机接口的核心挑战在于如何最高限度利用大脑和最低限度损伤大脑,这是一项复杂的系统工程。
那么脑创造的过程中如何最大限度地利用大脑?从目前的应用来看,分为侵入式和非侵入式两种方式。侵入式脑机接口的信号更准确、更高频,可以更加精准地传递信号、控制机器,最重要的是侵入式脑机接口并不仅仅能读取脑电信号来控制外部设备,还可以进行精确的电刺激进而让大脑产生特定的感觉,因此,在医疗科技领域,侵入式脑机接口技术更具优势。
并且,在未来三到五年里,医疗临床应用仍将是侵入式脑机接口应用的主流方向。复旦大学类脑智能科学与技术研究院副院长王守岩教授认为,脑机接口即将落地三个细分赛道:第一是读脑方向,即解码脑信息,对人的内在意识、情感进行解读,让有意识障碍、自闭症等症状的患者与世界重新建立联系;第二是脑机交互方向,即通过外界刺激来改善脑补症状,未来会在抑郁症、疼痛、癫痫等四五个适应症上有很多临床应用;第三是无创脑机接口方向,以硬件结合认知神经科学的方式,推动数字药物的发展。
脑虎科技创始人、CEO彭雷表示,侵入式脑机接口的未来将迎来人机交互、人机共生、人机孪生三个阶段。未来5年内,侵入式脑机接口将会面向科研及医疗领域,帮助渐冻症、高位截瘫、视觉、听觉障碍等患者进一步治疗。第二个5年,侵入式脑机接口将涉及健康、游戏、教育等领域,帮助儿童提升注意力、缓解多动症等。未来,侵入式脑机接口技术有望实现知识、记忆的共存,从人机共生走向人机孪生,并将驱动医疗科技行业发生颠覆性变革。
