引言
脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)技术是近年来神经科学和工程学领域的一个热点。它通过直接在大脑和外部设备之间建立通信桥梁,实现了对大脑活动的检测和解析,进而控制外部设备或执行特定任务。2023年,脑机接口技术取得了显著的进展,以下是对这些进展的揭秘。
技术突破
1. 轻量化设计
在过去的一年中,研究者们致力于降低脑机接口设备的重量和体积,以提高其舒适度和便携性。中国科学院自动化研究所的研究团队成功研制出全球首款电池供电的可穿戴阈上重复经颅磁刺激设备(rTMS),其功耗和重量仅为进口商用设备的10%以下,同时保持了接近的性能。
2. 高功率密度高压脉冲驱动技术
传统rTMS设备的脉冲发放频率很高,在线圈中产生几千安培的电流,设备功率在数千瓦,重量大,限制了其在临床和科研中的应用。中国团队通过高功率密度高压脉冲驱动技术,将驱动器的功率密度提高至传统商用rTMS设备的10倍以上,将主机的重量由55公斤降至3公斤,并由电池供电,实现了全场景的可穿戴应用。
3. 无线微创设计
清华大学生物医学工程学院的教授团队研发的无线微创脑机接口产品NEO,避免了大脑细胞的损伤,提高了技术的安全性和可靠性。这种设计不仅超越了美国Neuralink公司的产品,还预示着我国自主研发的脑机接口技术即将迈入大规模临床试验的新阶段。
4. 非侵入式脑机接口
东吴证券研报指出,非侵入式脑机接口产品商业化落地有望加速。美生医疗开发的腕式低频治疗仪已经进入上海市第二类创新医疗器械特别审查通道,预计一般非侵入式医疗器械开发1-3年就可以申请注册证。
应用领域
1. 疾病治疗
脑机接口技术在抑郁症、脑卒中、成瘾等精神疾病的治疗中具有巨大的应用潜力。可穿戴rTMS设备为患者提供了更便捷、更有效的治疗选择。
2. 康复领域
脑机接口技术在肢体运动、语言和感觉缺陷等康复领域具有广泛的应用前景,可以促进神经可塑性和功能恢复。
3. 消费级产品
随着技术的进步,脑机接口技术逐渐应用于消费级产品,如Meta的Orion眼镜,通过肌电图(EMG)技术和眼动追踪功能,使用户能够更加自然地与虚拟世界进行交互。
结语
2023年,脑机接口技术取得了显著的突破,这些进展为脑机接口技术的临床应用和消费级产品的开发提供了强有力的支持。随着技术的不断进步,我们有理由相信,脑机接口技术将为人类的生活带来更多可能性。