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脑机接口、梦境控制……这家实验室正在让科幻电影成为现实

2020年10月24日10:34  来源:人民网-上海频道
 

人民网上海10月24日电(陈晨)10月23日,陈天桥雒芊芊研究院(Tianqiao and Chrissy Chen Institute,TCCI)第一个脑科学前沿实验室,在大型神经医学中心上海华山医院虹桥院区落成投入使用。实验室包括了脑机接口、睡眠梦境、认知评估、数字医疗、嗅觉香氛舒缓情绪等多项内容,将以国际化和产业化为核心特色,进一步支持脑科学研究。

TCCI创始人陈天桥在落成仪式上致辞中表示,脑科学前沿实验室是TCCI进行脑科学研究的重要载体,也是TCCI捐助5亿人民币支持中国脑科学研究的重要一步。实验室重点支持两类项目,一是全球范围内的前沿研究,给予科学家充分的学术自由,如脑机接口、记忆存储、人工智能、梦境控制等,二是转化研究,比如最近致力于研究如何用数字手段提升大脑认知水平等。

华山医院院长、TCCI转化中心主任毛颖教授说,这一实验室将成为创新临床研究,以及成果孵化转化的一个重要基地。他透露,华山医院将率先开出认知评估中心,评估中心和神经外科、睡眠中心的临床和科研团队会第一批入驻实验室,共同探索用脑机接口、在线软件等新技术开展认知评估诊疗、睡眠障碍诊疗等。

上海市精神卫生中心副院长李春波透露,该院也正在和实验室积极推进抑郁症在线筛查等产品研发合作。

让盗梦空间不只局限于小说

发布会上,中外科学大咖带来了最新的研究成果,加州大学旧金山分校神经工程中心主任、新当选美国国家医学院院士的Edward Chang教授解读了“读心术”的最新成果,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%。

同在加州大学旧金山分校的TCCI国际脑科学前沿实验室顾问Adam Gazzaley教授被称为全球数字技术治疗脑疾病第一人,讲解了治疗儿童多动症的游戏如何在全球第一个获得美国FDA批文。麻省理工学院媒体实验室执行委员会主席Pattie Maes教授展示了如何进行梦境控制的研究成果,让“盗梦空间”可能不再只局限于科幻小说。已经获得多张FDA批文的全球数字疗法先驱Pear Therapeutic公司CEO Corey McCan博士则介绍了数字疗法在治疗失眠、成瘾等多种疾病方面的重要作用。

据介绍,麻省理工学院梦境实验室的研究人员研发了两套可穿戴设备,成功地实现了对梦境的调控。其中一款手套型可穿戴设备,通过捕捉肌张力、心率和皮肤电活动等的变化来实现对睡眠阶段的识别。当用户进入半睡半醒状态时,设备会播放预先录制好的音频信息,并记录下用户可能做出的任何反应。研究表明,它除了能孵化梦境,也能用于通过梦境调控提高用户的创造力。另一套设备则过监测脑电、心率和皮肤电活动等来识别睡眠阶段,当用户进入慢波睡眠阶段时,会释放出一种预设的气味。研究表明,给予用户愉悦的气味刺激,能提高睡眠质量、增强记忆力。

中国脑机接口明年有望人体实验

一只可爱的小老鼠,颅内植入了一片神经元几乎感受不到的超薄、超柔、高通量神经信号采集芯片。当小鼠运动、进食时,与神经信号处理接口电路直接相连的电脑将实时反映其脑电信号的变化情况。这一由TCCI和关联单位投入巨资资助的科研项目,被称为中国的Neuralink,由中科院上海微系统所陶虎研究员团队和华山医院神经外科团队共同承担。陶虎说,这一自主原创柔性脑机接口在植入创伤、长期在体安全性等关键技术上已经达到甚至部分超越了Neuralink,即将开展国内首例柔性脑机接口临床试验,并将首先在神经外科落地,成为脑功能精准定位的利器。他还透露,该电极创新性地使用了丝蛋白这一中国古老材料,不仅植入时创伤小,而且植入后对人体更安全。

现场,陶虎介绍说,由于其安全性得到验证,该项目正在寻求伦理审批,有望于明年进行人体临床试验。

好技术走出实验室

记者在嗅觉实验室里看到,华山医院与复旦大学视觉艺术学院共同进行的嗅觉香氛舒缓情绪实验在推进中。华山医院陈丽介绍,为缓解部分患者的焦虑,更好的安抚患者的情绪,护士们为患者定制了各种味道的香囊。华山医院项蕾红教授介绍说,科研团队研究不同的嗅觉下上百人的脑电调查和量表研究,揭示了嗅觉和情绪之间在神经科学上的关联基础。

在认知评估实验室里,5位受试者头戴脑电设备共同观看一段视频。起初,5人脑电活动差异很大,当出现令人愤怒的情节时,所有人脑电活动几乎同时高度一致,显示关注度和负面情绪达到了峰值,当出现了令人愉悦的情节时,5人脑电活动显示关注度和正面情绪达成峰值。TCCI研究员、上海市精神卫生中心杨志教授说,TCCI支持的这项研究致力于了解视频、游戏、音乐以及各类数字产品等对人脑认知和情绪的影响,取得了令人满意的结果。据悉,TCCI已和腾讯游戏达成了合作,共同研究游戏对大脑、认知的影响和促进。

从市场需求的痛点中捕捉未来的信号,从技术的突破中实现应用场景的落地,据了解, TCCI与上海市周良辅医学发展基金会合作成立上海陈天桥脑健康研究所,并与华山医院、上海市精神卫生中心建立战略合作,致力于提升脑健康和脑疾病治疗研究和成果转化。 

(责编:陈晨、轩召强)
 
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