顱內(nèi)植入一片牽著柔軟細(xì)絲的小小薄膜，綁住雙手的猴子就能僅用“意念”控制機(jī)械臂,，抓住“草莓”,。這是4月25日亮相2024中關(guān)村論壇的一幕。我國科學(xué)家自主研發(fā)的“北腦二號”,，填補(bǔ)了國內(nèi)高性能侵入式腦機(jī)接口技術(shù)的空白,，并在國際上首次實(shí)現(xiàn)獼猴對二維運(yùn)動(dòng)光標(biāo)的靈巧腦控,。

這是一片晶圓,，上面整齊排布有兩列共計(jì)數(shù)十個(gè)電極。

腦機(jī)接口,，大腦與外界設(shè)備溝通交流的“信息高速公路”,，是新一代人機(jī)交互與人機(jī)混合智能的前沿技術(shù),。“簡言之,，就是捕捉大腦電信號的微妙變化,，解碼大腦意圖，實(shí)現(xiàn)‘意念’控制‘動(dòng)作’,，不動(dòng)手也能隔空操控機(jī)器,。”北京腦科學(xué)與類腦研究所所長羅敏敏說,。

“北腦二號”亮相2024中關(guān)村論壇

腦機(jī)接口的性能,，核心在于腦電信號捕捉的清晰度、轉(zhuǎn)化的精準(zhǔn)度,。前者靠電極,，后者靠算法。

“北腦二號”的高性能,，歸功于我國自研的3個(gè)核心組件：高通量柔性微絲電極,、千通道高速神經(jīng)電信號采集設(shè)備兩個(gè)硬件，以及基于前饋控制策略的生成式神經(jīng)解碼算法,。

電極,，相當(dāng)于一個(gè)“傳感器”。植入腦內(nèi),，“讀取”腦電信號,，其性能決定著捕捉腦信號的數(shù)量與質(zhì)量。

據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人李園介紹,，“北腦二號”采用的柔性材料生物相容性高,、無細(xì)胞毒性，能在電極絲上做出大量觸點(diǎn),，通道數(shù)高,，信號捕捉能力強(qiáng)。

近距離觀察,，這個(gè)電極又小又薄,，牽出的電極絲直徑只有頭發(fā)絲的十分之一到百分之一，絲上布滿大量觸點(diǎn),，需在顯微鏡下才能看清,。這一設(shè)計(jì)能極大降低對腦組織的損害，延長捕捉腦電信號的時(shí)間,。

“它的有效通道數(shù),、長期穩(wěn)定性，均達(dá)國際領(lǐng)先水平,。不同于硬質(zhì)電極,，柔性微絲電極植入獼猴腦內(nèi)一年后,，仍能精確采集到腦電信號?！崩顖@說,。

算法，相當(dāng)于一個(gè)“翻譯官”,，把大腦意圖精準(zhǔn)解析出來,。“北腦二號”應(yīng)用的算法是國內(nèi)自研,，能在大腦皮層神經(jīng)活動(dòng)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間建立精確映射,。

“腦機(jī)接口比拼的是安全、穩(wěn)定,、有效,，這是一個(gè)系統(tǒng)性工程?！绷_敏敏說,，腦機(jī)接口鏈路長，涉及電極,、芯片,、算法、軟件,、材料等多環(huán)節(jié),，關(guān)鍵技術(shù)有待進(jìn)一步突破。