腦虎科技彭雷：AI時(shí)代的下一站，腦機(jī)接口成為生命科學(xué)領(lǐng)域“新勢(shì)力”

2023-04-27 11:52:51來源：中關(guān)村在線

人類一直都在探索并且了解我們所處的宇宙。愛因斯坦曾說,“宇宙的永恒之謎在于其可理解性,宇宙能被理解是個(gè)奇跡?！?/p>

人類的大腦中擁有大約860億個(gè)神經(jīng)元,這些神經(jīng)元之間通過一種名為“觸突”的結(jié)構(gòu)來互相聯(lián)系,并以此來處理和傳遞信號(hào),數(shù)量之繁密,勝過整個(gè)銀河系的星辰。因此,大腦之謎與宇宙之謎被稱為“兩大科學(xué)難題”。

(資料圖片僅供參考)

破解“宇宙之謎”是詩意且長(zhǎng)期主義的,攻克“大腦之謎”是具體且迫切的

大腦作為最重要且最脆弱的器官,可以使人類成為“萬物之靈”,也會(huì)被各種腦疾病纏繞,如青少年的自閉癥,中年的抑郁癥,老年后的癡呆癥等。隨著中國(guó)推出了“腦計(jì)劃”,即認(rèn)識(shí)腦、保護(hù)腦、模擬腦。而腦科學(xué)研究的順利開展離不開底層核心工具——腦機(jī)接口,它可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定讀寫大規(guī)模神經(jīng)元?jiǎng)討B(tài)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

成立于2021年底的腦虎科技是目前國(guó)內(nèi)侵入式腦機(jī)接口領(lǐng)域最具代表性的公司,同時(shí)也是腦機(jī)接口領(lǐng)域較大規(guī)模的早期融資獲得者。

腦虎科技CEO彭雷近期在接受采訪時(shí)表示,“腦機(jī)接口是典型的多學(xué)科交叉的領(lǐng)域,涵蓋了微電子、半導(dǎo)體、芯片、材料、算法、機(jī)器人、醫(yī)學(xué)、倫理、神經(jīng)科學(xué)等眾多的學(xué)科,而我們所做的核心難點(diǎn),是如何最大限度的利用大腦,同時(shí)最少限度損傷它,要盡可能實(shí)現(xiàn)兩者之間的平衡?！睋碛?0余年創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的彭雷不禁感嘆,腦機(jī)接口的學(xué)科交叉領(lǐng)域之寬,著實(shí)超出了他之前所有的創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)。

簡(jiǎn)單來說,腦機(jī)接口就是把電極插入大腦,把信息解碼放到云端,整個(gè)鏈路全部打通,實(shí)現(xiàn)端到端的整體的解決方案。彭雷表示,腦虎科技正在探索的一種方式,是把線變硬,通過固化的蠶絲蛋白液包裹電極植入大腦,植入后的蠶絲蛋白會(huì)慢慢釋放,釋放之后是一個(gè)生物安全性非常高的材料,可以理解成以電極為劍、用蠶絲蛋白做劍鞘,插入之后劍鞘融化、留下劍本身。

在大腦的探索之路上引發(fā)的技術(shù)變革

由于解析神經(jīng)電活動(dòng)是解析大腦功能的核心,能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)光刺激和腦電信號(hào)記錄的多功能神經(jīng)探針,是腦科學(xué)和腦疾病領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。

從腦機(jī)接口的發(fā)展方向上來看,不僅要求類似摩爾定律一樣的高通量“通訊”,從一周、一月到一年甚至更長(zhǎng)的“長(zhǎng)期在體”,而且要求“低創(chuàng)傷”。彭雷提出,“在集成電路里有一條著名定律‘摩爾定律’,也就是晶體管的數(shù)量每 18個(gè)月會(huì)翻一番。其實(shí)在腦機(jī)接口領(lǐng)域也有‘摩爾定律’,或者叫‘亞摩爾定律’,就是用于同時(shí)捕捉腦神經(jīng)元的電極位點(diǎn)數(shù)量每 70個(gè)月才會(huì)翻一番,發(fā)展速度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于集成電路行業(yè)?！?/p>

據(jù)悉,中科院上海微系統(tǒng)所陶虎課題組利用微納加工技術(shù)和生物相容性材料,成功研制出一種由天然絲蛋白光纖和多通道超柔性微電極陣列組成的多功能探針Silk-Optrode。鑒于蠶絲的高透明度、良好的生物相容性和機(jī)械可控性,該光電探針可以精確地插入大腦,對(duì)自由行為的動(dòng)物進(jìn)行同步光遺傳刺激和多通道記錄。

通過絲光纖的水化作用,Silk - Optrode探針能夠主動(dòng)適應(yīng)植入后的環(huán)境,降低自身的機(jī)械剛度,以高準(zhǔn)確度植入大腦,同時(shí)保持與周圍組織的機(jī)械順應(yīng)性。該光電探針具有128個(gè)記錄通道,可以在進(jìn)行低光損耗的顱內(nèi)光刺激的同時(shí),檢測(cè)到高良率、良好隔離的單個(gè)單元,超過了以往同類工作。術(shù)后兩個(gè)月的結(jié)果表明,Silk-Optrode探針在植入—神經(jīng)界面處產(chǎn)生較少的免疫反應(yīng)和組織損傷,具有良好的生物相容性。

隨著近期AGI大火,很多人會(huì)將腦機(jī)接口做對(duì)比,彭雷說,“這兩件事可以看成是一座橋的兩端。AGI用全人類的數(shù)據(jù)、語料庫(kù)、反復(fù)訓(xùn)練成一個(gè)超大語言模型,最終這個(gè)模型不會(huì)產(chǎn)生意識(shí)和認(rèn)知。而腦機(jī)接口的本質(zhì)是將人類如星辰大海般的大腦,進(jìn)行解析,嘗試將它變成電腦可以理解的算法跟數(shù)據(jù)?！?/p>

大腦和宇宙之間唯一的共通性就是“神秘”。溫伯格說:搞懂了大腦,才能讓我們明白自己究竟何以為人。

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