铸造“金钥匙”开采“脑金矿”——访武汉衷华脑机融合科技发展有限公司首席科学家黄立

  8月25日，在武汉衷华脑机融合科技发展有限公司（简称“衷华脑机”），随着该公司独立自主研发的“植入式脑机接口系统”通过了由11位顶级科学家组成专家组的科技成果评价，标志着我国脑机接口行业技术取得重大突破。

  当日，衷华脑机首席科学家黄立接受了湖北日报全媒记者独家专访，揭秘脑机接口研发创新成果，畅想中国脑科学研究的光明未来。

  人类通过脑机接口连接虚拟世界，《黑客帝国》等科幻电影描述的未来场景，让人们对脑科学研究充满好奇。

  “人脑是个巨大的金矿，且从未有人进入。一旦进入，满地皆是宝藏，俯拾即是。”在黄立看来，在脑科学领域，有成千上万的课题可以去研究，任何一个课题突破可能都是震惊世界的研究成果，而脑机接口就是进入这座金矿的“金钥匙”。

  黄立称，西方在脑机接口研究领域起步较早，如马斯克创办的Neuralink公司已取得不少知名成果。与此同时，西方对我国多次出台政策法案管控，先进的脑机接口产品不卖给中国，技术更不可能让中国掌握。为此，4年前，他与开发团队开始攻关，完成了芯片、封装、设备工艺、通信模块、AI算法、系统软件等植入式脑机接口系统全链条自主研发，已取得100余项专利。“从0到100都是原创正向技术，我们每走一步都部署了专利覆盖，别人想抄我们、突破我们，也造个同样性能的脑机接口，是非常难的事了。”黄立说。

  有了金刚钻，才揽瓷器活。衷华脑机提出了“云脑”计划——在北京、武汉、成都、上海、广州建立5个实验室，联合国内医疗机构和科研院校，加快推进脑科学研究和技术成果转化。

  黄立希望在未来3到5年，世界一大半脑科学新成果能诞生在中国，推动中国成为全世界脑科学研究科技高地，助力湖北加快建设全国构建新发展格局先行区。

  8月25日，衷华脑机“植入式脑机接口系统”科技成果评价会结束后，我国神经外科著名专家、中国科学院院士赵继宗兴奋地走出会场，用“非常震撼”一词来形容衷华脑机的最新成果，他直言“如果脑机接口在临床上成功应用，将是人类医学史的里程碑事件”。

  变“单向读取”为“双向读写”是革命性变化之一。衷华脑机独立开发的双向神经信号测量与调控芯片，不仅可读取大脑神经电信号，还可通过电流刺激等方式，向大脑发送信号。

  以癫痫为例，这种病人脑内异常的“电风暴”放电具有随机性，几个月甚至一年都不会发病，导致只能单向测量信号的脑机接口难以排查病症所在。而双向读写的脑机接口能任意编程，给大脑不一样的区域刺激信号诱发癫痫，进而精准锁定问题区域，通过大电流熔断等方式，消融问题神经，为癫痫治疗提供新路径。

  脑机接口最重要的部件是微电极，衷华脑机创造性开发的“微针”制备工艺是另一大亮点——其“微针”阵列最大通道数达到65536个，是马斯克Neuralink公司的20倍，对大脑探测面积更大、精度更准，实现神经信号就地数字化输出，大幅度的提高信噪比，降低传输过程中信号干扰。同时，在“微针”植入效率上，马斯克Neuralink公司部署3072个通道电极需植入48次，而衷华脑机的超高密度“微针”阵列可一次植入。

  在脑电信号传输上，衷华脑机研发了USB、光纤、蓝牙、UWB和毫米波等多种通信模块，能通过有线或无线方式来进行数据与指令传输，搭配神经信号处理算法与AI算法，为脑科学研究提供了“数字底座”。

  十几年前，人们很难想象手机有今天如此强大的功能。正如脑机接口打开脑科学大门一样，一些科幻和想象有望成为现实。

  目前，衷华脑机已研制出数十个品种的“微针”，既可用于人脑，也可用于脊椎、眼球、四肢或腹腔脏器等，实现脑机接口与别的部位的神经接口双向信号联动，还原人体的真实反馈。

  如，手、脚等肢体断了，目前安装的假肢感受不到触觉。而通过脑机接口与神经接口联动，只要找到了控制肢体的相关神经，便能赋予假肢真实触感和意念控制，让机械臂、机械腿与人融为一体，将科幻电影里描述的场景搬进现实。

  针对做过眼球摘除手术的病人，只要视神经健在，可通过神经接口连接外部摄像头，实现盲人复明；若导入电视直播信号，盲人便能看电视；若安装长焦红外摄像头，盲人在夜里也能当“千里眼”。

  黄立认为，脑机接口与神经接口联动，可用于老年痴呆、癫痫、帕金森等疾病的研究与诊疗，让眼球坏死的病人复明、让耳神经完全损坏的病人重获听觉、半身不遂病人重新站立行走、让重度失眠患者拥有深度睡眠、帮瘾君子迅速戒除毒瘾，让许多过去没办法实现的医疗应用成为可能。

  据衷华脑机测算，65536通道的脑机接口接入大脑后，每秒可产生高达13个GB的脑神经数据，这是一笔巨大的数字财富，有望促进湖北生物医疗、大数据、云计算、AI等配套产业链联动发展，加速打造全国数字化的经济发展高地。

  黄立坦言，随着脑机接口产业持续不断的发展，未来人用意念指挥工业生产、交通运输，甚至用脑机接口快速学习一门语言都可能会，元宇宙世界将真正被打开，推动人类社会慢慢的提升。