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在北京取得成功!脑机接口到底几个意思?

2023年5月4日,

全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京取得成功!‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

这标志着我国脑机接口技术跻身国际领先行列。‍‍‍

想要知道什么是脑机接口

我们听听下面这对父子是咋说的——

人工智能就要让机器做到“像人的大脑一样运行,一样思考”。

我们就从神经科学中的“神经系统”说起。

神经系统遍布于人的全身,分为中枢神经系统(脑和脊髓)和周围神经系统(其他的神经结构和神经组织)。

神经元是组成神经系统最基本的细胞。

大脑一旦得到外界感受的信号,比如美食的气味,就会立刻对信号进行加工,然后再反馈给身体相应部分使之产生活动。

我们把大脑比作一个司令部,它通过神经元向身体其他部位发送电信号

相当于用打电话来传递信息。

“电”在人体内是以“电信号”的形式真实存在的,比如我们听说过的脑电图、心电图就是这种电信号的反映。而神经元的放电过程,就是它们传递电信号的过程。

神经元之间传递电信号的关键部位叫做突触(Synapse),可以看作是错综复杂的电话线。

神经元的信号传递是在瞬间完成的。神经元突触之间构成的传递神经电信号的网络,就叫“神经网络”。

人工智能很了不起,

但在历史上关于到底谁是“人工智能”之父,仍有争议。

1950年,英国数学家艾伦·麦席森·图灵进行了著名的图灵测试,被用于判定机器是否具有智能的实验方法。

1956年,美国数学博士约翰·麦卡锡则在著名的达特茅斯会议上首次提出了“人工智能(Artificial Intelligence,AI)”的概念。

人工智能发展的半个多世纪,也是神经科学突飞猛进发展的时期。 人工智能在神经外科上得到了很多应用。

每年有很多病人因为颅脑创伤等神经系统疾病而导致的昏迷、残疾,就可以通过人工智能结合脑机接口来进行医治。

所谓的脑机接口(Brain Computer Interface, BCI),简单来说是从大脑直接提取神经信号,控制外部的机器设备

我们打个比方,

神经系统疾病导致大脑司令部无法拨通“电话”,

那我们尝试给大脑接上新的线路,与外部机器设备相连,用外部设备代替我们自身损坏的一些功能。

具体来说,脑机接口就是指在大脑与外部环境之间,建立一种全新的、不依赖于外周神经和肌肉的交流与控制通道,实现大脑与外部设备的直接交互。

脑机接口可以分为3种方式

在神经外科领域,脑机接口可以为疾病患者、残障人士提供与外部世界通信和控制的方式,解决残障病人不会说、不会写、不会动的几个关键问题。

2019年,加州大学旧金山分校的研究人员通过机器学习解码了人脑支配喉部肌肉的电信号,再通过脑机接口的形式,利用机器合成声音,使失语患者能够说出句子。

太空探索技术公司(SpaceX)以及特斯拉汽车公司(Tesla)的创始人马斯克就很推崇脑机接口,为此还专门成立了一家神经技术公司Neuralink,开发可植入的脑机接口。

Neuralink公司通过脑机接口技术已经可以让猴子用意念来玩电脑游戏。

近年来,中国的脑机接口技术也有了很大的进步,而本次完成首例猴脑内介入式脑机接口脑控机械臂更是重大突破,属于全球首例。

目前,我们已经有科学家可以让残疾人能够用意念控制机械臂拿可乐喝、让已无法说话的渐冻症患者朗诵诗歌。

这些病人难以把说、写、动的电信号有效传递给身体的相应部位,脑机接口可以帮助代替执行电信号,让运动功能有所改变,提高生活质量。

前面所说的脑机接口,是建立在相应脑功能区域正常的情况下才能发挥作用。

如果病人因为外伤等原因缺失了一部分脑组织,即司令部坏了或没了,那么对应的脑机接口也就没法发挥作用了。

因此这种脑机接口的应用,要在脑皮层功能受损不严重,而外周的比如肢体运动神经、脊髓神经、支配声带肌肉的运动神经等发生损伤时,帮助大脑这个司令部来传导和执行它所发出的指令。

我们这里说的可以神通广大“重建司令部”的“神经芯片”(Neuro-Chip),其实是目前医学界里的一项开创性的前沿研究。

这种神经芯片通过利用芯片上电路结构,诱导神经细胞或者神经干细胞生长成具有一定结构和功能的神经网络,最终修复一部分受损的大脑皮层功能。

神经芯片、脑机接口的应用,

为病人带来了曙光。

免责声明

本文为神经科学科普连载漫画,我们力求相关信息准确可靠,但不将此科普内容作为求医问诊的建议,读者也不应以此漫画作为神经外科疾病判断的标准。如有相关疾病,请至正规医院就诊。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20230506A0862T00?refer=cp_1026
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