按:脑科学是重要的国家战略性前沿科技与研究方向,其中脑机接口领域近年来实现快速发展。清华大学医学院教授洪波及其团队成功研发“无线微创植入脑机接口NEO系统”并取得临床试验突破;北京芯智达神经技术有限公司的“北脑二号”智能脑机系统填补了国内高性能侵入式脑机接口技术的空白。我国脑机接口研发人员正在奋力追赶国际领先水平。
“对于一个科学家来说,能够有机会参与到一个全新且独立的研究机构的创建过程中,是非常难得的经历。”
“目前全球还没有哪个国家对脑机接口的技术标准和安全标准给出明确、系统的政策法规,这对中国来说既是一次制定全球标准的机遇,也面临着技术、伦理等方面的难题。”
文 |《瞭望》新闻周刊记者 扈永顺 岳栋
“我们并非等到美国已经将脑机接口研发成熟之后再追赶,而是在其苗头刚刚出现之时,就已经奋起直追。”罗敏敏对脑机接口的产业化进展很有信心。
罗敏敏是神经生物学家,研究方向为奖赏和惩罚的神经环路机制及其相关疾病。罗敏敏曾任北京生命科学研究所资深研究员,清华大学教授。2018年,他和饶毅教授共同担任北京脑科学与类脑研究所(下称“北京脑所”)所长,带领所内科研力量逐步展开对脑机接口相关领域的研究。
北京脑所经过几年努力,已研发出高通量柔性微丝电极、千通道数高速神经电信号采集设备,以及基于前馈控制策略的生成式神经解码算法,成为脑机接口领域的前沿技术。
在北京市政府支持下,北京脑所及旗下的北京芯智达神经技术有限公司(下称“芯智达”)面向国际前沿,以产业化为导向开展脑机接口核心部件研发,推动我国脑机接口产业持续落地。
以创业的激情搞科研
“20世纪90年代我还在学校读书时,侵入式脑机接口已经被科学界接受。”罗敏敏介绍,电信号是我们所有思维活动的基础。例如说话就是通过神经细胞电活动完成的,如果可以记录一个人的脑电,不用听其讲话大体上就能推断其在讲什么。
但脑电是通过神经细胞产生电活动,再通过脑膜、头骨传到头皮表面,这时信号已经变得非常差。因此有科学家提出是否可以采用侵入式脑机接口方案,即把电极扎到脑子里,从而提高信号比,解码更多信息。2000年初美国军方已经投入大量资金支持侵入式脑机接口研究。
2004年留学归国后,罗敏敏进入北京生命科学研究所工作。据他观察,2010年左右,我国的脑机接口应用实验室多了起来,在脑机接口技术方面实现了突破,特别是在信号处理算法、脑电信号解码,以及脑机接口的实际应用等方面。例如最近几年浙江大学脑机接口临床转化研究团队探索了侵入式脑机接口的临床应用,通过实时检测癫痫患者的特征性脑电,自动激活神经刺激器,从而抑制癫痫发作。然而相对于国际脑机接口最高水平,我国在核心技术、系统集成等方面还有一定差距。
北京市脑机接口研究突破的机遇悄然来临。2018年1月,北京市出台支持建设世界一流新型研发机构实施办法,3月北京脑所成立,选择罗敏敏和饶毅教授共同担任北京脑所的联合所长。
“对于一个科学家来说,能够有机会参与到一个全新且独立的研究机构的创建过程中,是非常难得的经历。”罗敏敏告诉记者,基于国内十多年的科研工作积累,以及在北京生命科学研究所期间的任职经历,罗敏敏对北京脑所的发展方向有着自己独到的看法,并提出了一些具体的建设性意见。
北京脑所是一个新型研发机构,不定机构规格,不核定人员编制,实行理事会领导下的所长负责制,通过创新体制机制整合各个领域的优势资源,建立一个综合性的实验和研发平台。
建所之初,北京脑所面临着诸多挑战:缺乏科研团队,没有实验场地,一切都要从零开始。“其中最大的挑战在于如何吸引顶尖人才加入一个初创的研究所,并且在没有传统编制和固定学生名额的情况下支持他们的科研工作。”罗敏敏说。
在饶毅、罗敏敏等领导下,北京脑所打破科研单位原有的人员编制化、工资定额化模式,实行与国际科研机构接轨的人员聘用制、薪酬灵活化等机制,引导国内外相关领域研究人员以全职、双聘方式参与北京脑所工作,推动人才自由流动,最终从国内外招募了一批顶尖全职研究人员。
“北京市政府通过体制创新提供了重要的资金和政策支持,大家都充满了创业精神。”罗敏敏告诉记者,北京脑所改造建设了两栋现代化的实验楼,建立了包含实验动物设施、影像中心等十多个达到国际先进水平的技术平台。