神經(jīng)科學(xué)頂級(jí)期刊《神經(jīng)元》(Neuron)在線發(fā)表了由美國加州理工學(xué)院的生物與生物工程學(xué)系、陳天橋雒芊芊腦機(jī)接口中心等團(tuán)隊(duì)的研究人員聯(lián)合完成的一項(xiàng)研究。研究人員開發(fā)了一種新型的微創(chuàng)腦機(jī)接口，使用了功能性超聲 (fUS)技術(shù)，可以在不損傷腦組織的情況下記錄大腦的詳細(xì)活動(dòng)。
據(jù)了解，研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是打破目前腦機(jī)接口發(fā)展的一個(gè)主要限制，也就是設(shè)備需要侵入性的腦部手術(shù)來讀取神經(jīng)活動(dòng)。研究人員開發(fā)了一種新型的微創(chuàng)腦機(jī)接口，它可以讀出與運(yùn)動(dòng)計(jì)劃相對(duì)應(yīng)的大腦活動(dòng)。他們使用了功能性超聲 (fUS)技術(shù)，它可以精確地繪制大腦深處精確區(qū)域的活動(dòng)，分辨率為 100 微米，單個(gè)神經(jīng)元大小約為 10 微米。
在加州理工學(xué)院對(duì)該研究的報(bào)道中，Andersen 實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員、這項(xiàng)研究的共同第一作者 Sumner Norman 說，“侵入式的腦機(jī)接口已經(jīng)可以讓那些因神經(jīng)損傷或疾病失去運(yùn)動(dòng)能力的人恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力。”不幸的是，只有少數(shù)最嚴(yán)重的癱瘓患者有資格并愿意將電極植入他們的大腦。
Norman 說，“功能性超聲波是一種非常令人興奮的新方法，可以在不損傷腦組織的情況下記錄大腦的詳細(xì)活動(dòng)。我們突破了超聲波神經(jīng)成像的限制，并為它可以預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)而激動(dòng)不已。最令人興奮的是，fUS 是一項(xiàng)具有巨大潛力的新技術(shù)，這只是我們將高性能、低侵入性腦機(jī)接口帶給更多患者的第一步。”
目前，發(fā)表的這項(xiàng)研究是在非人類靈長類動(dòng)物身上進(jìn)行的，研究顯示，在幾秒鐘內(nèi)預(yù)測(cè)出非人類靈長類動(dòng)物將要進(jìn)行的行為(眼球運(yùn)動(dòng)或伸展)、運(yùn)動(dòng)方向(向左或向右)，以及它們計(jì)劃何時(shí)運(yùn)動(dòng)。論文顯示，這一新方法預(yù)測(cè)猴子眼球運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確率約為 78%，預(yù)測(cè)伸展運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確率為 89%。
據(jù)加州理工學(xué)院介紹，研究團(tuán)隊(duì)與南加州大學(xué)神經(jīng)外科醫(yī)生 Charles Liu 合作的另一項(xiàng)工作正在進(jìn)行中，目的是研究這項(xiàng)新技術(shù)，參與的人類志愿者通常是由于腦外傷而移除了一塊頭骨。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，因?yàn)槌暡梢圆皇苡绊懙赝ㄟ^這些 “聲窗”，所以研究功能性超聲波如何測(cè)量和解碼這些個(gè)體的大腦活動(dòng)將成為可能。
據(jù)了解，陳天橋雒芊芊腦機(jī)接口中心是陳天橋雒芊芊腦科學(xué)研究院的研究機(jī)構(gòu)之一，是一所主要聚焦大腦探知、大腦相關(guān)疾病治療和大腦功能開發(fā)三大領(lǐng)域研究的機(jī)構(gòu)，由盛大集團(tuán)創(chuàng)始人陳天橋和妻子雒芊芊在 2016 年聯(lián)名成立，計(jì)劃每年在腦科學(xué)領(lǐng)域投入 1 億美元。目前，該機(jī)構(gòu)取得多項(xiàng)突破性成果，涉及人臉識(shí)別、腦機(jī)接口、大腦成像、認(rèn)知科學(xué)等。
