小米官宣：2023年上半年出貨量中國第一！
今日早間，小米電視官方微博帶來消息，稱2023年小米電視上半年出貨量達到了中國第一，同時還表示小米電視的巨屏風暴即將開始。“公布一個好消息2023年#小米電視上半年出貨量中國
按：腦科學是重要的國家戰(zhàn)略性前沿科技與研究方向，其中腦機接口領域近年來實現(xiàn)快速發(fā)展。清華大學醫(yī)學院教授洪波及其團隊成功研發(fā)“無線微創(chuàng)植入腦機接口NEO系統(tǒng)”并取得臨床試驗突破；北京芯智達神經(jīng)技術有限公司的“北腦二號”智能腦機系統(tǒng)填補了國內(nèi)高性能侵入式腦機接口技術的空白。我國腦機接口研發(fā)人員正在奮力追趕國際領先水平。
“對于一個科學家來說，能夠有機會參與到一個全新且獨立的研究機構的創(chuàng)建過程中，是非常難得的經(jīng)歷。”
“目前全球還沒有哪個國家對腦機接口的技術標準和安全標準給出明確、系統(tǒng)的政策法規(guī)，這對中國來說既是一次制定全球標準的機遇，也面臨著技術、倫理等方面的難題。”
文 |《瞭望》新聞周刊記者 扈永順 岳棟
“我們并非等到美國已經(jīng)將腦機接口研發(fā)成熟之后再追趕，而是在其苗頭剛剛出現(xiàn)之時，就已經(jīng)奮起直追。”羅敏敏對腦機接口的產(chǎn)業(yè)化進展很有信心。
羅敏敏是神經(jīng)生物學家，研究方向為獎賞和懲罰的神經(jīng)環(huán)路機制及其相關疾病。羅敏敏曾任北京生命科學研究所資深研究員，清華大學教授。2018年，他和饒毅教授共同擔任北京腦科學與類腦研究所（下稱“北京腦所”）所長，帶領所內(nèi)科研力量逐步展開對腦機接口相關領域的研究。
北京腦所經(jīng)過幾年努力，已研發(fā)出高通量柔性微絲電極、千通道數(shù)高速神經(jīng)電信號采集設備，以及基于前饋控制策略的生成式神經(jīng)解碼算法，成為腦機接口領域的前沿技術。
在北京市政府支持下，北京腦所及旗下的北京芯智達神經(jīng)技術有限公司（下稱“芯智達”）面向國際前沿，以產(chǎn)業(yè)化為導向開展腦機接口核心部件研發(fā)，推動我國腦機接口產(chǎn)業(yè)持續(xù)落地。
以創(chuàng)業(yè)的激情搞科研
“20世紀90年代我還在學校讀書時，侵入式腦機接口已經(jīng)被科學界接受。”羅敏敏介紹，電信號是我們所有思維活動的基礎。例如說話就是通過神經(jīng)細胞電活動完成的，如果可以記錄一個人的腦電，不用聽其講話大體上就能推斷其在講什么。
但腦電是通過神經(jīng)細胞產(chǎn)生電活動，再通過腦膜、頭骨傳到頭皮表面，這時信號已經(jīng)變得非常差。因此有科學家提出是否可以采用侵入式腦機接口方案，即把電極扎到腦子里，從而提高信號比，解碼更多信息。2000年初美國軍方已經(jīng)投入大量資金支持侵入式腦機接口研究。
2004年留學歸國后，羅敏敏進入北京生命科學研究所工作。據(jù)他觀察，2010年左右，我國的腦機接口應用實驗室多了起來，在腦機接口技術方面實現(xiàn)了突破，特別是在信號處理算法、腦電信號解碼，以及腦機接口的實際應用等方面。例如最近幾年浙江大學腦機接口臨床轉化研究團隊探索了侵入式腦機接口的臨床應用，通過實時檢測癲癇患者的特征性腦電，自動激活神經(jīng)刺激器，從而抑制癲癇發(fā)作。然而相對于國際腦機接口最高水平，我國在核心技術、系統(tǒng)集成等方面還有一定差距。
北京市腦機接口研究突破的機遇悄然來臨。2018年1月，北京市出臺支持建設世界一流新型研發(fā)機構實施辦法，3月北京腦所成立，選擇羅敏敏和饒毅教授共同擔任北京腦所的聯(lián)合所長。
“對于一個科學家來說，能夠有機會參與到一個全新且獨立的研究機構的創(chuàng)建過程中，是非常難得的經(jīng)歷。”羅敏敏告訴記者，基于國內(nèi)十多年的科研工作積累，以及在北京生命科學研究所期間的任職經(jīng)歷，羅敏敏對北京腦所的發(fā)展方向有著自己獨到的看法，并提出了一些具體的建設性意見。
北京腦所是一個新型研發(fā)機構，不定機構規(guī)格，不核定人員編制，實行理事會領導下的所長負責制，通過創(chuàng)新體制機制整合各個領域的優(yōu)勢資源，建立一個綜合性的實驗和研發(fā)平臺。
建所之初，北京腦所面臨著諸多挑戰(zhàn)：缺乏科研團隊，沒有實驗場地，一切都要從零開始。“其中最大的挑戰(zhàn)在于如何吸引頂尖人才加入一個初創(chuàng)的研究所，并且在沒有傳統(tǒng)編制和固定學生名額的情況下支持他們的科研工作。”羅敏敏說。
在饒毅、羅敏敏等領導下，北京腦所打破科研單位原有的人員編制化、工資定額化模式，實行與國際科研機構接軌的人員聘用制、薪酬靈活化等機制，引導國內(nèi)外相關領域研究人員以全職、雙聘方式參與北京腦所工作，推動人才自由流動，最終從國內(nèi)外招募了一批頂尖全職研究人員。
“北京市政府通過體制創(chuàng)新提供了重要的資金和政策支持，大家都充滿了創(chuàng)業(yè)精神。”羅敏敏告訴記者，北京腦所改造建設了兩棟現(xiàn)代化的實驗樓，建立了包含實驗動物設施、影像中心等十多個達到國際先進水平的技術平臺。
羅敏敏（左）和芯智達張壘博士在討論“北腦一號”無線植入腦機系統(tǒng)的最新發(fā)展情況（2024年9月攝） 受訪者供圖
用意念控制光標的獼猴
在獼猴顱內(nèi)植入腦皮層電極，通過“北腦二號”腦機接口技術系統(tǒng)，獼猴就能僅用“意念”控制移動光標……從外觀上看，這片腦皮層電極比指甲蓋略大、薄如蟬翼、金色半透明，其與大腦皮層貼合，就能夠采集到大腦皮層的信號變化。
在今年的中關村論壇期間，由北京腦所與芯智達聯(lián)合研究孵化的采集腦皮層電信號的“北腦一號”“北腦二號”等成果正式對外亮相。“目前這兩套產(chǎn)品已經(jīng)完成動物實驗，預計無線版本的‘北腦一號’明年能夠進行臨床試驗。”羅敏敏介紹。
這兩套產(chǎn)品是北京腦所科研成果產(chǎn)業(yè)化的標志。幾年前，如何盡快將腦機接口進行成果轉化，曾是羅敏敏與北京腦所面臨的緊迫任務。
在此背景下，2023年初，由北京市政府聯(lián)合中關村發(fā)展集團出資，北京腦所牽頭成立了芯智達，提出力爭在3到5年內(nèi)突破侵入式腦機接口方面的關鍵技術。
“北京市政府出資兩個億，中關村發(fā)展集團也準備了兩個億，我們北京腦所的腦機接口團隊從最初的攻關科研項目轉向市場化運作。”羅敏敏說，有了資金支持，他們就能夠進行精細化運作，放大實驗室產(chǎn)品的每一個細節(jié)，并迅速聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)勢科研團隊解決產(chǎn)業(yè)化中遇到的各種問題。
例如在“北腦一號”的產(chǎn)業(yè)化中，其柔性電極陣列需要部分植入到顱內(nèi)，長期安全性和有效性對于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化極端關鍵。芯片的產(chǎn)熱需要嚴格控制，否則會傷害到神經(jīng)細胞健康，內(nèi)部電路需要嚴格防潮，否則會影響到信號處理的長期穩(wěn)定……為了實現(xiàn)這些目標，芯智達聯(lián)合各方優(yōu)勢力量，進行了一輪又一輪的實驗驗證，力求每一個細節(jié)都能符合市場需要。
“北京腦所的研發(fā)團隊也參與到芯智達的研發(fā)中，公司需要北京腦所哪個方向的研究力量，就會成立項目，北京腦所團隊就會承接項目。比如北京腦所博士生仵婷開發(fā)了‘北腦一號’的柔性電極陣列，崔翯研究員在非人靈長類動物上開展了電生理數(shù)據(jù)采集，吉妮研究員和計算中心主任岳志鋒改進了解碼算法。”羅敏敏說，與國內(nèi)其他科研團隊合作也采取這種橫向課題模式，加速解決產(chǎn)業(yè)化中遇到的各種問題。
目前，“北腦一號”128通道無線植入系統(tǒng)已經(jīng)完成了工程樣機的研發(fā)，正在積極開展臨床前研究，“北腦二號”1024通道有線系統(tǒng)也在今年4月成功發(fā)布，填補了我國侵入式腦機接口的空白。
系統(tǒng)調配全國科研力量
“馬斯克的Neuralink公司在腦機接口技術方面的一大亮點就是其致力于開發(fā)完全無線且可植入的設備。‘北腦二號’對標的是Neuralink最新一代產(chǎn)品，達到這一最新水平，我們預計還需要2～3年時間。”對于實現(xiàn)這一科學目標，羅敏敏態(tài)度謹慎。
這種謹慎源于實際研發(fā)經(jīng)歷。
Neuralink開發(fā)的最新版本的無線腦機接口設備支持高達1024個通道，這意味著它可以同時記錄和處理來自大腦的1024個不同位置的信號。
相比之下，“北腦一號”已自主研發(fā)出了高密度柔性電極，實現(xiàn)密度達到4電極/平方毫米突破，是現(xiàn)有上市產(chǎn)品密度的上百倍，但也僅支持128通道。“北腦二號”系統(tǒng)基于自研高通量柔性微絲電極、千通道電生理記錄系統(tǒng)、實時編解碼算法等關鍵技術，已完成有線版本的全鏈路系統(tǒng)構建，但要達到Neuralink的集成水平，仍需要付出巨大努力。
羅敏敏對與國際最先進水平的差距有著清醒的認知：典型的腦機接口系統(tǒng)分四個步驟，即采集腦電信號、分析解碼腦電信號、利用解碼的信號做出控制，以及根據(jù)控制實際表現(xiàn)做出信息反饋和調整。國內(nèi)做得比較好的是前端的電極和后端的控制兩部分。在核心芯片的開發(fā)及系統(tǒng)集成、開展臨床試驗等方面仍然落后于美國。
任務艱巨，但并非遙不可及。羅敏敏建議，加快追趕國際腦機接口最前沿，需要“全國一盤棋”的系統(tǒng)規(guī)劃，整合各方力量集中攻關，避免重復建設。
例如在芯片開發(fā)上，應集中全國腦機接口領域優(yōu)勢力量，不能各自為戰(zhàn)、浪費科研資源。羅敏敏提到，當前，全國各大高校與科研院所是腦機接口芯片研發(fā)的主力軍，但想要開發(fā)一款符合高標準、滿足市場需要、低耗能的神經(jīng)接口芯片，這些分散的力量還遠遠不夠。對此，科技主管部門應集中該領域的優(yōu)勢力量，確定研發(fā)標準，選擇支持關鍵機構或公司開展研發(fā)工作，以實際應用為導向，推動核心芯片快速迭代。
在臨床試驗審查上，羅敏敏建議加快制定相關標準。“目前全球還沒有哪個國家對腦機接口的技術標準和安全標準給出明確、系統(tǒng)的政策法規(guī)，這對中國來說既是一次制定全球標準的機遇，也面臨著技術、倫理等方面的難題。”羅敏敏說。
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