人脑与机器如何对话与共生?

自研脑机接口技术 这些杭企拓宽了人类边界

2024-10-16

商报记者 黄诗睿

1924年,德国精神科医生汉斯·贝格尔发现了脑电波,人们发现意识是可以转化成电子信号被读取的。在此之后,针对脑机接口技术的研究开始出现。如今,这项技术已取得长足发展,在医疗、康复、娱乐等领域得到应用。

杭州是国内较早开展脑机接口研究的城市,一批拥有脑机接口核心技术的科创企业,以自主研发的外骨骼机器人、多模态生物反馈VR一体机、植入式闭环自响应神经刺激系统等产品,为人类生命扩写了边界,亦为加快形成新质生产力开辟了广阔空间。

程天科技:

创造人类“新器官”

杭州第4届亚残运会期间,一条阿富汗轮椅篮球运动员阿卜杜勒·巴塞特·哈希米体验高科技产品的短视频走红网络。视频中,这名轮椅篮球运动员在外骨骼机器人的辅助下成功站立,并能够自主行走。这款外骨骼机器人,正是由杭州程天科技发展有限公司(简称“程天科技”)研发并制造的。

据程天科技创始人兼首席执行官王天介绍,公司一直致力于外骨骼机器人等高科技康复辅助器具的研发与应用:在康复方面,外骨骼机器人能够配合进行康复训练,帮助残疾人恢复自身的行动能力;在辅助方面,它可以作为辅助器具提高个人的行动力,拓展能力上限,比如让下肢截肢患者重新站立。

王天表示,“我们对外骨骼技术的终局想象是人机共生,成为人类的新器官。”据王天透露,由程天科技牵头开展的神经反馈引导的交互式外骨骼康复机器人产品研发及应用项目现已进入收尾阶段,该项目主要通过脑机接口技术与神经反馈机制,搭配企业生产的外骨骼机器人,为需要康复的用户提供更精准、更个性化的方案。“预计今年就能成功结题,届时将有实际产品呈现。”

回车科技:

读取精神类疾病的“密钥”

从技术路线上来看,杭州回车电子科技有限公司(简称“回车科技”)与程天科技一样,属于非侵入式脑机接口领域。

以回车科技自研的多模态生物反馈VR一体机为例,医生能通过该设备观察到患者脑电波的波动情况。“机器会监测患者的脑电波,并开始快速运作分析。”回车科技创始人兼CEO易昊翔指着一个数字大屏说,注意力、放松程度、压力水平、愉悦度……这个过程会自动监测出9种指标,诊疗结束后,AI会导出监测数据并自动生成一份分析报告。通过这份报告,医生可以给出适合该患者的治疗方案,这种数字疗法可以为病人几乎省下一半的诊疗费用。

据易昊翔介绍,回车科技已实现脑机接口产品的硬件、软件和算法全流程国产化,是国内同行业中唯一一家。他表示,未来回车科技团队将持续研发医疗级和消费级两款产品,深化脑电、心率等多维度生理信号与VR、AR等技术的新形态产品相融合。

佳量医疗:

“植入式神经调控”挑战大脑复杂疾病

对于投身创新医疗器械领域的杭州佳量医疗科技有限公司(简称“佳量医疗”)来说,脑机接口最直观的价值在于它为攻克药物无法治愈的神经系统疾病提供了可能性。佳量医疗自研的国内首款植入式闭环自响应神经刺激系统Epilcure,可通过手术植入患者颅内,是治疗难治性癫痫、帕金森病等的有效手段。

佳量医疗创始人兼CEO曹鹏表示,“闭环神经刺激系统通过利用脑机接口技术在患者颅内植入的电极,可以实时监测大脑脑电波的情况,当监测到异常脑电信号后,才给予相应的干预,是一个典型的利用脑机接口原理升级的神经调控设备。”

“对位于重要功能区或多发的癫痫病灶,直接开颅切除会导致严重并发症或疗效不佳。”曹鹏表示,Epilcure拥有高灵敏度的电位信号采集技术、脑电分析算法和自研脑机接口专用芯片,可实现对癫痫患者监测和刺激的闭环交互,实施按需治疗的个性化设置。

值得一提的是,Epilcure采用独特的全颅骨植入方式,其尺寸之小足以完全隐藏于颅骨与头皮之间,患者外观不受影响。此外,该设备支持无线充电,其电池寿命可达十年以上。