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10月27日,市场情绪高涨,脑机接口概念板块集体上扬,收盘时,创新医疗(002173.SZ)股价攀升5.7%,国际医学(000516.SZ)股价增长4.4%,三博脑科(301293.SZ)股价则上涨3.6%。
当日早间,天津政务网报道了重大进展——脑机交互与人机共融海河实验室与国内信息技术领军企业中国电子信息产业集团,携手研发出新一代8通道脑电采集国产芯片。这款芯片具有完整的自主知识产权,适用于非侵入式脑机接口及多元神经电生理设备,广泛应用于智慧医疗、航空航天、人机交互、娱乐游戏等领域,并且正在进行成果转移。
此消息旨在加速我国脑机接口关键技术的自主化,打破基础元器件“卡脖子”难题。科研团队与中电紧密合作,先后推出了“脑语者”系列高性能芯片。其中,“脑语者”C系列是国产首个脑电编解码计算芯片,主要用于脑电信号解析与加速计算;“脑语者”D系列则是国内首款8通道24位模数转换芯片,专为神经电生理信号收集而设。
脑机接口技术被认为是下一代人机交互与人机融合智能的核心技术。此类研究依赖于专用芯片来完成脑电信号的采集与处理,然而,当前这一关键部件主要依赖进口。
研发团队介绍,新开发的8通道脑电采集国产芯片,采用更先进的拓扑结构,其模拟数字转换器动态范围达到125分贝以上,放大器的低噪声技术将输入等效噪声降至0.8微伏以下,低功耗设计使单通道功耗降至4毫瓦以下。在信噪比、功耗、输入阻抗等关键指标上,该芯片表现出色。
此外,孵化企业燧世智能正与多家顶级医疗机构、科研机构、医疗设备制造商洽谈合作。在芯片样品试生产成功后,将应用于自研脑电采集模块、便携式穿戴设备,以满足民用及特殊需求的脑机接口场景应用,加速产品转化进程。
未来,团队计划持续优化芯片性能,提高采样率、增益范围等技术指标,提升芯片良率与可靠性,以构建自主可控的神经电生理信号采集计算系统,为相关产业的发展提供关键技术和储备。
脑机接口领域已成为国内外创业公司的竞争热点,吸引了大量资本的关注。今年8月,马斯克的脑机接口公司Neuralink完成了2.8亿美元的D轮融资,由亿万富豪、投资者彼得·蒂尔的创始人基金领投。该公司已获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准,启动人体临床试验。
在国内,脑机接口相关企业亦在加大研发投入,并获得资本支持。今年,天桥研究院宣布投资逾10亿元人民币,强化前沿实验室的建设,聚焦于“人工智能+脑科学”的发展。
尽管如此,脑机接口技术在广泛应用前仍面临诸多挑战。上海科技大学生物医学工程学院助理教授、计算认知与转化神经科学实验室主任李远宁指出,当前的脑机接口大多局限于临床用途,如帮助中风、肌萎缩侧索硬化症患者恢复特定功能。成本高昂限制了其普及,全球范围内可能只有几十人能享受到这项技术。
李远宁强调,脑机接口技术在技术层面仍存在挑战。以大脑的860亿个神经元为例,目前只能记录100到1000个神经元的信号,这远远不够。即便获取了足够的神经信号,最先进的计算芯片也无法实时处理几百万级别的神经元互动,需要在计算理论和集成电路技术上取得突破。
李远宁的研究团队专注于理解复杂运动“语言”的脑机接口。他们致力于揭示大脑如何将抽象的概念和语义分解为单词和句子,进而转化为实际的发声行为,以及哪些神经元和环路参与了这一过程。最近,团队已经实现了用脑机接口破译人类意念并重新合成的过程。下一步,他们希望与芯片和计算建模领域的专家合作,共同攻克交叉学科难题,以造福特定的障碍群体。