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清華洪波教授:腦機介面實作語音解碼輸出應該在三年左右

2024-08-26科學

新京報貝殼財經訊(記者韋英姿)頭戴芯片,握緊拳頭,兩輛由人類意念操控的遙控小車緩慢向前移動,並在舞台中央交匯。8月25日,在騰訊青少年科學小會上,兩位誌願者受清華大學生物醫學工程學院教授洪波邀請,向觀眾展示了非侵入式腦機介面技術的套用場景。

兩位誌願者現場演示用意念操控遙控小車。新京報貝殼財經記者 韋英姿 攝

演講過後,洪波接受新京報貝殼財經等媒體采訪時表示,從人機互動角度來說,如果有合適的電極能夠長期工作,腦機介面實作語言輸出「應該在三年左右能夠變為現實」。

他以新英格蘭醫學雜誌一篇文章為例解釋,一位漸凍癥患者的大腦語言區植入了128個電極,這些電極可以解讀「他想說話的肌肉神經活動」,再透過大模型的幫助轉譯成合成語音,語言輸出「的確很快能變為現實」。但他同時提出,電極插頭的長期安全性仍然是需要攻克的方向。根據他的理論測算,64個電極就能實作腦機介面的語音轉譯輸出。

腦機介面技術未來如何提升靈敏度和精確度?洪波認為,電極數量、材料突破和腦科學知識進步都很重要。「從無創植入的角度看,材料可能是關鍵,有創植入方面可能腦科學是關鍵。」

目前,腦機介面可大致分為侵入式和非侵入式兩類技術路徑。侵入式、半侵入式腦機介面技術主要運用於醫療臨床場景,非侵入式腦機介面主要面向可穿戴裝置等消費場景。

當問及這兩類不同技術路線背後的商業可能時,洪波提出,非侵入式將來肯定大規模出現在遊戲場景裏,「成為一種人機互動的產品」。而侵入式、半侵入式這類技術一旦真的能夠幫助脊髓損傷、漸凍癥等患者,讓他們能夠站起來或動起來,「將是腦機介面造福人類的重要貢獻,也是所謂新技術帶給我們的可能。」

他認為,不同的腦機介面技術未來「不會都變成同一個樣子」,因為它們需要的場景不同。「侵入式、半侵入式都會成為產品形態,未來也可能誕生不同的技術路線。」

洪波研究的無線微創植入腦機介面NEO(Neural Electronic Opportunity)選擇把電極放在大腦硬膜外,並在去年10月和12月完成了兩例臨床手術。他透露,團隊監測發現,兩位受試者的腦電波訊號在過去8個月到10個月時間裏不減反增。這一發現讓他認為,腦機介面作為神經康復手段也是一個值得研究的方向。

洪波教授與無線微創植入腦機介面NEO受試者之一互動。主辦方供圖

洪波還透露,團隊計劃從今年下半年開始,大概一年半到兩年時間完成大規模臨床實驗,達到幾十例受試患者數量,「具體的植入例數要根據國家藥監部門對於產品有效性的統計測算要求」。

騰訊青少年科學小會自2019年起已連續舉辦六年。作為騰訊公司聯合清華大學舉辦的年度青少年科普盛典,騰訊青少年科學小會每年邀請科學家分享前沿科技,激發青少年學習科學熱情。

編輯 張曉翀

校對 楊利