摘要：近日，專注于腦機(jī)接口技術(shù)的創(chuàng)新研究的“博睿康”正式宣布獲得華控基金、BV百度風(fēng)投、中發(fā)展前沿基金等6000萬(wàn)元的A輪融資，據(jù)公司稱本輪融資將用于臨床產(chǎn)品的研發(fā)，推動(dòng)微創(chuàng)植入反饋治療和腦機(jī)智能主動(dòng)康復(fù)領(lǐng)域的產(chǎn)品落地。腦機(jī)接口是現(xiàn)代高精尖的前沿技術(shù)，是研究腦科學(xué)主要的突破點(diǎn)之一。

毋庸置疑，腦機(jī)接口技術(shù)將是未來(lái)信息社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)非常重要技術(shù)，其提供了人腦與外部設(shè)備之間信息通道，而且不依賴外周神經(jīng)和肌肉組織。腦機(jī)接口技術(shù)并不是現(xiàn)在才有的，至今已經(jīng)發(fā)展了數(shù)十年的時(shí)間，隨著傳感器技術(shù)、神經(jīng)科學(xué)、嵌入式計(jì)算、生物兼容性材料等技術(shù)的不斷發(fā)展，腦機(jī)接口技術(shù)的研究也在不斷擴(kuò)展，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，從而得到國(guó)內(nèi)外廣泛的關(guān)注。

腦機(jī)接口是涉及多學(xué)科復(fù)雜的交叉技術(shù)，是神經(jīng)工程行業(yè)中最活躍的研究方向之一

腦機(jī)接口(BCI)是一種基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，自主獲得腦信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為輸出命令，以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制。它是一種人或動(dòng)物腦與計(jì)算機(jī)(電子設(shè)備)之間建立不依賴于常規(guī)大腦信息輸出通路的一種全新控制和通訊技術(shù)。核心的學(xué)科涉及認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)工程、神經(jīng)科學(xué)等。

圖1 腦機(jī)接口技術(shù)的原理

(資料來(lái)源：Engineering)

在腦機(jī)接口系統(tǒng)同，“腦”是指有生命形式的神經(jīng)系統(tǒng)，“機(jī)”是指處理或計(jì)算的設(shè)備，其形式可以從簡(jiǎn)單的電路到硅芯片到外部設(shè)備，“接口”是指用于信息交換的中介物。

腦機(jī)接口作為當(dāng)前神經(jīng)工程行業(yè)中最活躍的研究方向之一，在智能機(jī)器人、神經(jīng)康復(fù)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要研究?jī)r(jià)值和巨大的應(yīng)用潛力。近10年來(lái)，腦機(jī)接口技術(shù)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步和飛速的發(fā)展，如美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究局(DARPA)于2018年3月發(fā)布的“下一代非手術(shù)神經(jīng)技術(shù)”(N3)項(xiàng)目征詢書(shū)，旨在開(kāi)發(fā)高分辨率的非手術(shù)雙向神經(jīng)接口，能夠讀取大腦信號(hào)和向大腦寫(xiě)入信號(hào)，并具備面向健康人群應(yīng)用的可行途徑。

腦機(jī)接口技術(shù)的實(shí)現(xiàn)包含4個(gè)部分，信息采集是技術(shù)難點(diǎn)所在

腦機(jī)接口技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)信號(hào)采集設(shè)備采集大腦皮層的腦電信號(hào)，然后放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換等處理流程使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢员挥?jì)算機(jī)識(shí)別的信號(hào)，然后對(duì)信號(hào)就行預(yù)處理，并提取特征信號(hào)，最后將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制外部設(shè)備的具體指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制。腦機(jī)接口系統(tǒng)主要包含4個(gè)部分：信號(hào)采集、信號(hào)處理、控制設(shè)備和反饋環(huán)節(jié)。如圖2所示，信號(hào)處理部分包括特征提取、分類和預(yù)處理3個(gè)環(huán)節(jié)。

圖2 腦機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)示意圖

(資料來(lái)源：Engineering)

信息采集是腦機(jī)接口技術(shù)存在的主要難點(diǎn)，關(guān)鍵考慮點(diǎn)在于以下幾點(diǎn)：

規(guī)模—可以記錄多少神經(jīng)元。

分辨率(時(shí)間和空間)—工具接收到的信息的細(xì)致程度。

侵入性(非侵入性、半侵入性和全侵入性)—是否需要手術(shù)?如果需要，手術(shù)的影響范圍有多大?

當(dāng)人體通過(guò)腦機(jī)接口技術(shù)進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，與肢體正常的人群相比，戴有腦機(jī)接口技術(shù)的人動(dòng)作緩慢且精準(zhǔn)度較低。系統(tǒng)的難點(diǎn)在于滿足現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的穩(wěn)定性和速度，若想要這些技術(shù)完美實(shí)現(xiàn)，需要通過(guò)外科手術(shù)植入電極，目前這種方式是大多數(shù)人都不考慮的。即使未來(lái)我們借助植入電極成功，也會(huì)帶來(lái)其他問(wèn)題，如我們大腦構(gòu)造的復(fù)雜性，每個(gè)神經(jīng)元和數(shù)千個(gè)鄰居共同構(gòu)建了一個(gè)超大的網(wǎng)絡(luò)，但是這對(duì)于神經(jīng)工程師來(lái)說(shuō)有著完全不同的含義，以目前的技術(shù)根本無(wú)法完全掌控大腦的全部信息。

腦機(jī)接口技術(shù)在資本領(lǐng)域活躍，我國(guó)也不甘示弱

腦機(jī)接口技術(shù)在我們看來(lái)是一個(gè)極具未來(lái)感且只能存在電影中的技術(shù)，未來(lái)遙不可及，其中終極目標(biāo)直到現(xiàn)在看來(lái)也帶有“科幻”色彩。也是如此，埃隆馬斯克代表的Neuralink公司在這項(xiàng)科幻性技術(shù)的研發(fā)上耗資巨大。根據(jù)IT桔子的數(shù)據(jù)顯示，Neuralink公司剛完成2696萬(wàn)美元的A輪融資，在今年五月份又獲得了3900萬(wàn)元美元的融資。

盡管技術(shù)看似遙不可及，Neuralink并不是唯一一家嘗試腦機(jī)接口的公司。2017年扎克伯格的Facebook也加入其中，并宣布由60名工程師組成的團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)一種能夠掃描大腦并將其“話語(yǔ)”翻譯成文本的設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)鍵盤(pán)打字。我國(guó)也不甘落后，江蘇博睿康于2019年8月26日宣布獲得華控基金、BV百度風(fēng)投、中發(fā)展前沿基金等6000萬(wàn)元的A輪融資，致力于“腦-機(jī)接口”技術(shù)醫(yī)療方向的研究。其中表1為全球知名腦機(jī)接口公司融資情況。

表1 全球知名腦機(jī)接口公司融資情況

(資料來(lái)源：五度易鏈行業(yè)研究中心)

結(jié)語(yǔ)

腦機(jī)接口技術(shù)未來(lái)的市場(chǎng)潛力巨大，目前還存在諸多難點(diǎn)有待攻克，而我國(guó)這方面領(lǐng)域的研究較少，多以高校和科研機(jī)構(gòu)為主，隨著資本的深度介入，腦機(jī)接口技術(shù)成為熱點(diǎn)，整個(gè)市場(chǎng)異常活躍，相信在不久的將來(lái)，國(guó)內(nèi)的醫(yī)療、教育等行業(yè)也將迎來(lái)這種新科技的變革浪潮，未來(lái)腦機(jī)接口技術(shù)可應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越廣泛。