热点:“脑机接口”火了,还有那些难题待解?
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原标题:“脑机接口”着火了,这些课题有必要解决吗?
北京时间8月29日,美国知名公司埃隆·马斯克在三只小猪上展示了其“神经连接”企业的最新脑机接口技术,引起了广泛关注。
业界专家认为,这次展示的技术是创新的,但人类为了真正实现脑机接口用于脑病的治疗,也用于记忆记忆和思维控制,依然需要解决很多课题。
这次最大的突破是系统集成。
脑机接口是人与外部机器之间建立的直接新闻连接路径。 脑机接口系统以脑信号为输入信号,然后经过信号解决,从中识别人的意图,最后将人的思维活动转换为命令信号,从而实现外部设备的控制和与外部的交流。 此外,还可以通过电刺激法将新闻输入大脑,与大脑进行交互。
在发布会上,口罩展示了只有硬币大小的脑机接口设备。 这台机器嵌入大脑,用于建立大脑和外部的联系。 移植大脑的过程可以用缝纫机这样的机器人实现,手术可以在1小时内用微创的方法进行。
口罩还用小猪展示了脑机接口的最新成果。 员工喂小猪接触时,表示脑机接口设备读取的小猪脑信号是活动的。 进而通过读取其脑电信号,可以预测小猪运动的步伐和模式。
实际上,获取小猪的脑信号并简单解读不是尖端技术,读取老鼠等动物和人脑信号在此之前是有先例的。 早在巴西大会上,穿着“机械骨骼战甲”的瘫痪少年就在思想控制中打出了第一球,表示患者在病床上使用思想控制机器人进行手的基本动作。
华南理工大学脑机接口和脑新闻解决研究中心主任李远清拆除与过去的研究相比,口罩这次展示的技术证明在脑信号收集技术方面取得了很大的进步。 其创新之处在于,既使以往的粗硬植入电极变小变软,又不要一次重复集成成千上万个电极,这一成果是划时代的。
复旦大学系脑智能科学技术研究院副院长王守岩表示,这次最重要的突破是脑机接口各技术的系统集成。 脑机接口涉及多学科行业,从电极、电子到神经科学。 从世界各地报道的成果来看,一些个别技术的突破远远强于这次展示。 “但是,如何集成这些技术是这个行业的难题。 口罩通过产学研合作的模式表明了推进从科研成果到产品应用的可能性。 ”。 他说。
治疗脑病? 还很远呢
口罩指出,脑机接口技术可以应对包括失眠、抑郁、健忘等在内的很多脑病问题。 但专家认为从现在的技术水平来看,这还是一个遥远的未来。
目前国内外脑机接口研究行业面临着尚未突破的前沿问题,特别是脑科学和神经科学。 这次口罩演示了猪的脑电信号和运动轨迹,但在业内人士看来,这个消息是“宏观,功能单一”。 “科学家对运动功能的解码已经做了很多事情,但关于感情、疼痛、记忆等大脑高级功能的解码更多而复杂,人类还不太了解。 ”王守岩说。
电子科学技术大学四川省脑科学和类脑智能研究院院长尧德表示,脑机接口用于治疗脑病,前提是明确脑病的病原机制和机制,由此可以阐明脑信号背后的意义,进行比较有效的干扰 “人类开展神经科学和脑科学研究已经一百年了,但许多机制还不清楚。 这个过程不能一下子发生翻天覆地的突破。 一定是循序渐进的。
另外,“读”信号很难,但“写”信号更难。 脑机接口是一个交互过程,不仅可以读取脑信号,还可以进行干预和治疗。 专家说,“阅读”和“写作”背后的神经解码和编码机制依然是“黑匣子”,科学家对这个问题的理解还处于非常早期的阶段,积累很少。
许多工程技术也需要突破。 例如,植入材料的生物相容性问题。 在此之前,科学家遇到了嵌入设备逐渐被人体和被实验者拒绝,收集到的信号衰减等问题。 另外,脑机接口系统的带宽不足,难以支持将来的脑机间高速通信的要求,也是限制脑机接口可用性的重要瓶颈。
科研伦理也是一大挑战。 姚德中分解至今为止有抗议口罩脑机接口研究的动物保护团体,但在这次发布会上,没有选择智力水平更高的猴子和人进行展示,可能与猪的伦理争论更低有关。 “猪的智力水平比较低。 这次没有解读猪的高级功能,没有控制猪。 ”。
目前复合型人才的严重缺失也是制约脑机接口快速发展的重要因素。 脑机接口研究对学科交叉的要求非常高,只有在计算机、电子工程、机械控制和系统神经科学等方面有扎实基础的复合型人才才能适合这个行业的前沿研究,国内外这方面的人才储备相对不足。 在发布会上,口罩在介绍了最新成果后也发表了很多职场招聘要求。
如何推进脑机接口技术的快速发展?
许多专家说,作为新的、多而复杂的多学科交叉技术,脑机接口技术的应用行业很广泛,有望将来发展。 口罩这次发布会相当于进行了大范围的科学普及,各界应该抓住机会,加快脑机接口技术的迅速发展。
另一方面,应该创造跨学科合作的气氛和平台。 王守岩表示,目前科学界的脑机接口行业各团队都很容易战斗,缺乏整合。 应该建立更好的信息表达交流平台,聚集工程技术、神经生理、临床医学等多方面的相关人才,共同研究脑机接口的前沿科学问题。
另一方面,应该建立良好的产学研合作机制。 “科学家处理了一点理论和核心技术的问题,企业处理了系统整合、共性关键技术等问题,这需要一点灵魂人物能组织各方面的力量。 ”王守岩说。
尧德说,由于脑机接口需要长时间投入,整个领域仅靠科研资金和少数企业很难维持和推进,越来越多的社会资本参加,需要共同推进领域的快速发展。
最后,应该加快脑机接口科研伦理研究,颁布规范性、指导性规则制度。 据说在美国,侵入型脑机接口的临床手术大约完成了万例。 这次口罩在发布会上也宣布,“神经连接”企业今年7月获得了美国食品药品管理局“划时代的设备”的认证,目前计划进行第一次人体移植实验,但已获得批准,预计进一步通过安全测试。 专家呼吁世界各国应加强研究与合作,为开展入侵型脑机接口研究创造条件,在尖端创新与伦理风险之间取得平衡。 (马晓澄,王琳琳)
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