腦機(jī)接口新進(jìn)展：有望建立高速神經(jīng)寬帶接口

 近日，美國國防研究計(jì)劃局（DARPA）關(guān)于腦機(jī)接口的項(xiàng)目又有了新進(jìn)展，其中參與該項(xiàng)目的一家名為Paradromics的初創(chuàng)公司表示，現(xiàn)在正在致力于開發(fā)一種將大腦連接到計(jì)算機(jī)的新技術(shù)，將實(shí)現(xiàn)以每秒千兆比特的速度傳輸數(shù)據(jù)，從而創(chuàng)建高速的神經(jīng)寬帶接口。

高速神經(jīng)寬帶接口 讓大腦和計(jì)算機(jī)之間傳輸速度達(dá)新高
此前7月份的時(shí)候，Paradromics獲得了美國國防部研究計(jì)劃署資助的1800萬美元，以用來開發(fā)人造植入設(shè)備?，F(xiàn)在，該公司表示，預(yù)計(jì)將于2021年開始針對(duì)該設(shè)備進(jìn)行臨床試驗(yàn)。
近期，該公司專注于研發(fā)一種“皮質(zhì)調(diào)制解調(diào)器”來恢復(fù)失去談話能力的人的語言表達(dá)功能，如幫助物理學(xué)家史蒂芬·霍金的Lou Gehrig病患者。
對(duì)此，Paradromics公司首席執(zhí)行官M(fèi)att Angle表示：“當(dāng)您將大腦連接到電腦時(shí)，您可以將大腦連接到計(jì)算機(jī)的任何硬件配置上，實(shí)現(xiàn)如語音、視頻等功能。醫(yī)學(xué)上，醫(yī)生無法輕易地讓人的眼睛重新看見光明。但是，通過用腦機(jī)接口代替人體的神經(jīng)連接，可以顯著改善此前麻煩不斷的生活。” 腦機(jī)接口新進(jìn)展：有望建立高速神經(jīng)寬帶接口
目前，關(guān)于腦機(jī)接口技術(shù)的新進(jìn)展是癱瘓患者可以利用大腦的意識(shí)，通過神經(jīng)植入物來控制假肢，該技術(shù)甚至讓使用者對(duì)假肢的接觸有些微的感覺。同時(shí)，在視覺研究領(lǐng)域，已有一種視網(wǎng)膜植入物可以通過腦機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)視網(wǎng)膜色素沉著癥患者的視覺的“恢復(fù)”。
但是該領(lǐng)域的一個(gè)重大突出問題還在于如何快速地向大腦發(fā)送更多信息，換言之，就是如何增加信號(hào)傳輸?shù)膸挕?
高速神經(jīng)寬帶接口 讓大腦和計(jì)算機(jī)之間傳輸速度達(dá)新高
現(xiàn)在先進(jìn)的技術(shù)，體現(xiàn)在一個(gè)叫做猶他陣列的系統(tǒng)中，該系統(tǒng)一次可以在大腦中安裝128個(gè)電極。
但Paradromics希望，當(dāng)猶他陣列部署到幾十個(gè)電極的情況下，獨(dú)立信道的數(shù)量可以達(dá)到數(shù)十萬個(gè)。對(duì)此，Angle說道：“如果100個(gè)信道就可以達(dá)到現(xiàn)在的水平，那十萬個(gè)甚至一百萬個(gè)信道可以做的就非常之多了?！?
為此，該公司正在開發(fā)神經(jīng)輸入輸出總線（NIOB），以實(shí)現(xiàn)一種能夠閱讀和刺激大腦的腦調(diào)制解調(diào)器。NIOB采用的是可擴(kuò)展的模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)厘米寬的芯片可容納約50000個(gè)超薄的微線，該芯片放置在大腦上。
其中，每個(gè)微線連接3-5個(gè)個(gè)體神經(jīng)元，故而NIOB可以通過與神經(jīng)元的電活動(dòng)相互作用實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸。每次神經(jīng)元發(fā)射信號(hào)時(shí)，就會(huì)釋放電脈沖，而這些脈沖會(huì)被微線記錄下來。通過微線，大腦能夠與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的互換。
高速神經(jīng)寬帶接口 讓大腦和計(jì)算機(jī)之間傳輸速度達(dá)新高
據(jù)了解，布朗大學(xué)和哥倫比亞大學(xué)也在共同進(jìn)行此項(xiàng)目的研究。
值得注意的是，為了達(dá)到預(yù)期的信號(hào)強(qiáng)度，目前微絲必須放置在腦中，這意味著植入NIOB需要進(jìn)行一次風(fēng)險(xiǎn)極高的手術(shù)。
對(duì)此，Angel表示，腦外科手術(shù)雖然是侵入性的，但人們需要它。
隨著項(xiàng)目的一步步推進(jìn)，腦機(jī)接口技術(shù)將會(huì)愈加成熟，但筆者認(rèn)為，采取侵入性的方式終究不是優(yōu)選，未來可以融合新材料等相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)非侵入式腦機(jī)接口，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)的完善，并減少對(duì)患者的傷害。