近年来,脑机接口领域快速发展,其在关键技术及典型应用场景方面,均取得积极进展。
脑机接口的关键技术正处于加速突破阶段,主要体现在以下三个方面。
电极柔性化趋势显著。例如,Neuralink开发的1024通道高密度柔性电极Threads已完成多例临床植入;哈佛大学开发的超柔网状电极有望长期稳定记录单个神经元信号;Axoft采用超软脑植入材料Fleuron?研制的探针已完成首批人体临床试验;中国科学院上海微系统与信息技术研究所研发了蚕丝蛋白电极等柔性电极。
芯片向多功能集成一体化、微型化发展。例如,瑞士洛桑联邦理工学院研发的高精度记录-解码SoC芯片,以超低硬件资源实现复杂信号解码;Neuralink的植入芯片Blindsight,集成了电极阵列,兼具多功能和体积较小,可绕过受损的眼睛和视神经生成光幻视信号,有望帮助视神经损伤或先天失明者恢复基础视觉能力。
微系统集成化取得重大突破。例如,Precision Neuroscience开发的第7层皮层接口,兼具高通量薄膜电极阵列和微创手术植入系统,通过“颅骨微缝”新技术,即可完成快速、微创的硬膜下植入;Paradromics研发的高速率脑机接口产品Connexus可记录1600多个独立神经元信号;清华大学牵头研制的无线微创植入脑机接口NEO仅有两个1元硬币大小。
脑机接口在典型场景的临床应用不断拓展,主要集中在以下三个领域。
在感知觉增强领域,南加州大学研制的超声视网膜假体完成动物试验,未来有望以低损伤方式恢复视力;复旦大学研制的碲纳米线网络视网膜假体和暖芯迦开发的视觉脑机接口,均验证了临床转化潜力。
在运动功能重建领域,瑞士洛桑联邦理工学院利用脑深部刺激技术让瘫痪患者恢复独立运动能力;南湖脑机交叉研究院通过闭环脊髓神经接口植入手术,实现截瘫患者自主站立、行走等多种日常活动;Neuralink全植入微型脑机系统让瘫痪患者通过意念完成游戏和3D设计任务。
在脑疾病治疗领域,Medtronic研发的脑起搏器,用于帕金森病、肌张力障碍等疾病;杭州青石永隽医疗设备有限公司研发了针对抑郁症的神经刺激器,发展了靶点选择、参数优化、闭环调控等技术,截至今年7月,已开展40例急性、3例长期IIT研究;佳量医疗研发的植入式自响应神经刺激系统,截至今年6月,已完成近80例多中心临床试验。
(摘自:中国医药报)