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陈根:新型神经成像技术,实现大脑活动实时读取

陈根:新型神经成像技术,实现大脑活动实时读取
2021年03月30日 08:42 新浪网 作者 陈根

  文/陈根

  近年来,在各新闻报道里,频繁出现脑机接口技术的突破,让脑机接口备受人们关注。但事实上,脑机接口技术发源已久。

  上世纪70年代,科学家们已经开始研究神经元和运动感知等功能的具体联系。在很多小说和电影中,脑机接口技术更是达到了神乎其神的高度。比如,对阿凡达的远程操控,以及黑客帝国里虚拟与现实的切换等等,这在很大程度上勾起了人们对脑机接口技术的期待和好奇。

  

  脑机接口技术,简单来说,是在大脑和外部机器之间构建接口和互联通路,实现信息的直接交换

  具体来说,就是我们人体的所有体验和感觉都可以归结为神经元电信号的传导,而脑机接口通过一定的手段感知和检测大脑里神经元的电活动,并将其翻译转换成对外部机器的控制,或者反之将外部事件转换成电脉冲信号并传输回大脑,干预影响神经元的电活动,从而让主体获得相应的感觉和体验。

  之前,马斯克团队开发的Neuralink 0.9 版脑机接口(BMI)轰动一时,侵入性脑机接口以其开创性成为当时炙手可热的话题

  在此基础上,最近,来自加州理工大学和法国生物医学研究机构INSERM 的科学家们称,他们利用微创性的功能性超声波技术(fUS)读取猴子的大脑活动并预测其下一步的行为方。而这种非侵入性技术将对探索人类大脑回路的功能和故障有着重大意义。

  fUS 成像是一种血流动力学技术,它使用超快多普勒血管造影(Doppler angiography)显示局部血容量的变化。自 2011 年推出以来,fUS 已被用于观测癫痫、嗅觉刺激等神经活动。

  与功能性磁共振(fMRI)成像技术不同,fUS 的使用更加方便灵活,测试对象无需躺在巨大的白色罩体中。此外,fUS 的时空分辨率和灵敏度也是 fMRI 成像技术的 5-10 倍。

  也就是说对比马斯克的侵入性脑机接口技术,这种技术风险更小,分辨率更高,可扩展性更强。从应用的角度出发,或者特殊场景的角度出发,当人类与脑机接口技术的实现越近,脑机接口也更多地显示出实用的希望和巨大的社会价值,当然,这也需要进一步的研究和更多的技术支撑。

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