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我国自主研制分段式固体火箭发动机试车成功

发布时间:2021-01-03 14:28:14 所属栏目:传媒 来源:互联网
导读:正常来说,侵入式脑机接口设备将会把电极植入大脑皮层,然后反馈信号;而非侵入式脑机设备,类似脑电图,只是会穿过头骨但位于大脑皮层外,不会介入脑内影响通路。 从实验角度看,科研机构以及企业对侵入式技术的实践十分谨慎。其设备直接从大脑神经元周边采

 正常来说,侵入式脑机接口设备将会把电极植入大脑皮层,然后反馈信号;而非侵入式脑机设备,类似脑电图,只是会穿过头骨但位于大脑皮层外,不会介入脑内影响通路。

  从实验角度看,科研机构以及企业对侵入式技术的实践十分谨慎。其设备直接从大脑神经元周边采集信号,或在神经元上直接采集神经元层面的尖峰电位(spike)。尽管它采集的信号精准度很高。但对实验对象来说,开颅手术目前仍不可避免。而相对来说,非侵入式更易大量实验。

  在非侵入式手段中,用于记录信号的硬件设备近年来都没有太大变化,目前不管是相关高校机构,还是商业企业,硬件只是收集数据作用,更多技术提升都在神经解码环节,利用迁移学习和深度学习等手段,从而获得更高精度信号。

  不过,非侵入式最大的瓶颈在于,如果设备离神经元越远,相对而言获得的信号就越模糊。加上数据量不够,信号准确性很难把握,采集回传的信息精度大打折扣,信号预处理的难度陡然上升,从而导致脑机接口技术传输有偏差。

  陈天桥则认为,这一问题可以通过“特洛伊木马攻城”的方式采集“深层数据”解决。

  “实际上,我觉得 1000 万人、1 亿人的实验,这可能是你们理解的大数据。但是,如果专注把即便只有一个人的大脑数据研究透,这种数据量都已经是足够多到你无法处理的地步了。后者更多是我们想要做的,我们内部将其叫成深层数据(DeepData),这个才是关键数据要点。”

  “详细来说这个深数据问题。其实这个更多的是研究你的行为,比如正常人看手表,看 App,社交、睡眠、点头、眨眼这些动作,我认为这都是数据。那么,捕捉这些数据,然后进行研究,这并不需要你有 1000 万人、1 亿人做这个事情。更多还是在于,你给不给他这个数据,这事更为关键。”

  陈天桥说,科学家们可以利用这种深层数据,加上机器学习算法等技术手段,在不损伤患者大脑的情况下,可以达到与侵入式一样的效果和反馈,甚至要超越后者。

  TCCI 在选择资助项目和实验室的最初阶段,就一直在寻找那些利用非侵入式(Non Brain)技术方式来解决问题的项目和科学家。“也是因此,(科学家们)研究时间可能要更长,花上 5 到 10 年,我希望在这个时间内解决并实现技术应用。”陈天桥对钛媒体 App 表示。

  他对钛媒体 App 说,TCCI 资助的研究类型,“侵入式”和“非侵入式”都涉及,但他们主攻利用 AI 和大数据手段,实现非侵入式脑机交互。不管从伦理上,还是准确和安全性上面,后者在临床应用层面更能被大众所接受。

  “但我们和侵入式不同点来说,我们就像希腊人藏在特洛伊木马里那样,光明正大通过城门进城攻城,而马斯克的研究方式则是‘炸开城门’,给脑壳开个洞。而我认为,并不需要像马斯克那样‘炸开城门’,更多作为 API 插件或者是 USB 插口,在城门口沟通接入就可以了。”

  对于大脑研究的难点,陈天桥大脑是这样想的,“纵观整个人类的工业化历程,从电力革命到计算机互联网,都是把人的欲望和「机器」联系起来,但你有没有意识到这个问题:人类很难控制(自己的)大脑?” 按照他的理解,通过不同方式去读取大脑信息这件事,人类已经做到了,最难的是,“研究人类对自己大脑的控制机制”。

  脑机革命:马斯克向左,陈天桥向右

  被称为“脑机接口之父”的美国杜克大学医学院神经教授米格尔·尼可莱利斯(Miguel Nicolelis),在今年 11 月的腾讯科学大会上接受钛媒体 App 采访时说,“马斯克讲的这些,我一个字都不同意。”

  尼可莱利斯教授的的观点,更接近陈天桥的逻辑。他认为,Neuralink 公司的思路是一个死胡同,侵入式脑机接口技术仅适用于那些特别严重的神经系统受损患者,即完全瘫痪的病人;而对于大部分患者来说,更建议采取安全性较高的非侵入式脑机交互技术。

  “这是我长久以来的担心,因为我本人不只是一个神经学家,我还是一名医生。作为医生,我认为患者的安全是第一位的。人和动物毕竟不一样,对动物做研究,在它的大脑和身体里放入植入物,这个研究我们已经做了 38 年,包括猴子、老鼠,我们能够确保这些实验动物的安全。”尼可莱利斯告诉钛媒体 App。

  因此,因为有了在“侵入式”还是“非侵入式”技术路径的不同判断的基础上,与马斯克的 Neuralink 不同,陈天桥创立的 TCCI 研究院也选择了不一样的运作模式。

  TCCI 资助科学家团队的前提,是陈天桥为 TCCI 的发展设计了完整的规划。在前沿脑科学领域,TCCI 的研究基石是以人脑精准度(Precision)、医学性(medicine)为概念,通过对人行为的数据收集,对大脑区域的研究,准确获知人的大脑信息,从而找到信息和区域的对应关系;然后利用 AI、大数据等手段,将信息筛选、归类,形成一种特定激活区域的脑机处理能力;最终在非植入大脑物体下,实现脑机交互,并期望将对用户进行治疗或者认知改变。

  差异一:出发点不同

  对于马斯克提出的宏达设想,陈天桥认为,目前有两个问题没办法解决:一个是技术实现路径问题;另一个是伦理问题。

  “开脑洞”对人脑的伤害是显然易见的。正是由于马斯克对舆论的影响足够大,媒体和公众普遍忽略了对于‘病人’的关注,还有技术手段对人的伤害。TCCI 对技术路径的判断,出发点也是站在临床角度,或者说患者角度考虑,“以最不受伤害的方式,可以取得同样的作用,并不一定需要像马斯克这样去损害完整的生命体。”

  从伦理角度而言,陈天桥表示,“人的伦理在于心。再怎么安全,心是永远很难打开的。先不说患者,仅仅就说我们健康人,在脑袋开个洞、再植入异物,没人愿意这样做。”

  TCCI 在基础研究项目的筛选标准,直接体现了他与马斯克的本质不同。TCCI 主要聚焦大脑探知、大脑相关疾病治疗和大脑功能开发三大领域的研究,包括脑机接口、睡眠梦境、认知评估、数字医疗等多项科研内容。

  通过这个定位,陈天桥找到了 MIT(麻省理工学院)多媒体实验室教授 Pattie Maes、加州大学旧金山分校神经工程中心主任 Edward Chang 等人,资助他们开展脑机研究。

  在美国“地毯式”搜寻科学家和项目两年之后,TCCI 的资助正式落地中国。考虑到中国在脑科学基础研究层面还有一定距离,TCCI 在中国的捐赠,主要包括与华山医院和上海精神卫生中心的合作,以及通过这一窗口建立实验室。

  3 年后,TCCI 的中国之旅再进一步。10 月 23 日,TCCI 与华山医院的合作取得了最新进展,首个脑科学前沿实验室在上海华山医院虹桥院区落成。

  在落成仪式上,Edward Chang 教授回报资助之恩,首次发布并展示了其所在实验室的“读心术”最新成果:采取植入式脑机接口技术解码语言信号,解码速度接近正常说话,准确率达到 97%,并且对患者的脑部伤害达到最低。

  同样在这场会上,来自中国的科研团队也展示了在梦境检测方面的最新研究成果:在睡眠和梦境实验室里,一位年轻男子躺在监测床上,全身密布电极、线路,这是传统用于睡眠障碍监测诊疗的 PSG 设备。而一边的年轻女孩,仅仅需要头上贴着一片薄薄的电极贴,就可以实时监测睡眠脑电、呼吸、心跳等多个重要指标。在技术路线的分类上,这是典型的“非侵入式”临床手段。

(编辑:阜新站长网)

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