“科创中国”脑机接口产学融合会议专家访谈汇编(二)
发布时间: 2023-10-25
脑机接口产业技术路线图项目线上访谈总结
访谈时间:2023年10月8日下午
访谈形式:腾讯会议
访谈专家:王跃明(浙江大学)
专家观点总结如下:
脑机接口产品一定是基础硬件与方法(算法、处理系统等)相结合,才能实现特定功能,如刺激视网膜、运动控制、记忆连接,以及抑郁、帕金森、癫痫等疾病治疗。
基础硬件偏关键技术,要做得扎实,要稳定获取信号,生物相容性高,包括高密度电极、低功耗芯片,以及电池、无线充电、传输集成在一起的微系统等。
方法,尤其是功能相关的方法,涉及到脑科学基础研究,以及信息计算方面的研究,要解决各个功能模块的编解码问题。
脑机接口领域的前沿研究包括:1)关键技术探索(应用基础研究),如开发新的传感器,实现准确获取脑信号或生物相容性很高等;2)基础研究,主要是方法方面的,包括脑功能解析、大脑信息处理机制、开发相关的疾病靶点、生物标志物等。
尽管目前人们对大脑运作机制还不是很了解,但是可以边研究,边基于研究成果开发脑机接口产品。
产品的短期应用:脑疾病的治疗和运动康复。脑疾病治疗是一种不正常的脑状态,虽然各有各的机制,但通过刺激干预改善不正常的状态,相比功能增强型脑机接口,更容易实现。
产品的中期应用:重点在智能安防、军事等方面,实现初步的智能增强,如提升军事战斗力、对敌方进行电磁干扰、干扰脑部指挥系统等。
产品的长期应用:重点是开发下一代人工智能,并与元宇宙等相关领域融合发展,实现人脑智能与机器智能的融合,类似阿凡达。
目前,脑机接口产业处于发展初期,尚未形成完整的产业链。需要从单点上取得突破,再贯通上、下游,拓展外围,形成完整的产业生态。例如,侵入式脑机接口在脑疾病应用领域取得突破,实现长期稳定的治疗与干预,在临床中被广泛应用,形成完整的产业链,界时脑机接口自然会与药物等其他融合发展。
全球脑机接口产业还未出现大型上市公司,一部分非侵入式产品的终端用户是医院的脑电图相关科室,除此之外,其他产品主要面向科研,发展有限。目前,深部脑刺激(DBS)应用比较多,它通道数少,最多8通道,植入人体后能持续几年时间。已出现的少量高密度、几万通道、处于原型阶段的脑机接口,是否能在人脑内长时间持续发挥作用(1年或几年),国内外都还未在临床验证过。脑机接口的开发,不仅要技术突破,还需要长时间在临床上验证。按照BrainGate公司给出的三个标准:多通道、长期、易于使用(practical),国际国内都需要较长时间的技术研发和临床验证。
目前,脑机接口产业的商业模式还是to B,未来发展到to C模式,才算实现了大规模应用。何时能大规模应用,还不好判断。
目前,我国脑机接口领域还处于跟踪和部分国产替代的发展阶段。我国在脑机接口领域的优势有:1)国家支持力度较大,如科技创新 2030 —“脑科学与类脑研究”重大项目的支持,拥有集中力量办事的传统;2)脑科学等相关基础研究条件好,非人灵长类动物实验便利性比国外好;3)拥有一定数量的研究团队,而且覆盖侵入式、非侵入式,比较全面;4)关键技术方面,我国的研究团队已进行国际对标,对标方向包括基础硬件、方法、应用系统、与临床对接,重点发展方向都形成有共识。
针对脑机接口需要长时间的技术开发和临床验证等特点,我国面临的问题有:1)媒体宣传有时会夸大其词,容易误导公众;2)科研评价体系有待改进,目前有点浮躁、急功近利;3)关键技术方面,硬件技术与计算技术交叉融合的人员队伍不足,主要原因是交叉学科评价难,现有评价体系不利于学科交叉,例如目前我国高校,BCI人才和纯计算的人才用同样的标准评价,使得愿意交叉的人不多;而且跨学科研究中,需要付出很多额外的工作,这些工作无法凝练成科学、技术或工程问题,因而无法体现学术水平。
顺应国家改革,通过有组织的研究,把基础研究、技术开发和应用结合起来,组织形式方面,把高校研究(基础研究为主)和研究院的研究(样机、原型开发等)与企业研究相结合,有机串联起来。具体布局方向参考国家科技创新2030——“脑科学与类脑研究”重大项目。
短期:已有基础的先发展,易于突破的关键技术先启动、应用性强的技术先启动,如运动、疾病康复,包括外骨骼,以及神经芯片,包括硬件芯片微系统。
中期:在短期的基础上,扩展疾病应用领域,并从疾病扩展延伸到高级认知功能增强,如记忆、语言(说话和写字逐步取得一些新突破)。
长期:硬件更加高度集成化、微创化,更强的脑功能连接性等。
在宣传方面,建议客观、如实宣传,不要夸大宣传。宣传时,可以借鉴美国科技媒体找一些权威专家进行评价的做法,尽管这种方法在我国不一定可行。
在科研评价方面,建议改进、完善交叉学科人才评价,使用符合领域发展的指标或维度进行评价,而非传统方法一刀切。
在关键技术(硬件、方法、系统、应用、临床应用几个方面)研发方面,建议国内团队沉下心来,相互合作,扎实推进,产品设计、工艺改进、临床验证等,都需要长期的潜心研究和积累。
信息来源:中国神经科学学会
信息汇编:阮梅花(中国科学院上海营养与健康研究院智库团队)