围观世界最前沿柔性脑机接口小鼠!上海科普大讲坛周末走进脑机接口实验室

2021-03-14 14:39:20 作者: 围观世界最前

新民晚报讯(记者 马亚宁)神秘的脑机接口到底是什么模样?芯片真的能植入小鼠大脑吗?……本周末,“上海科普大讲坛·City walk”线上走进位于张江的脑机接口实验室,一探这项黑科技的发展现状与未来趋势。

图说:一只颅内植入脑机接口的小老鼠 上海科技馆供图(下同)

脑机接口实验室依托中科院上海微系统与信息技术研究所,主要从事脑机接口核心器件与关键技术研究,由陶虎研究员带头建立。视频中,进入实验室后首先看到一只颅内植入脑机接口的小老鼠在笼内活动自如。科研人员介绍说,这是改变了特定基因的小鼠,又加持了脑机接口,可以算是实验室的“团宠”了。

只见,小鼠的脑袋上顶着一块小东西,其中包括了极其微小的多通道脑电极和信号接收芯片。当小鼠在运动时,脑电信号将通过脑机接口展现在电脑屏幕上。通过脑电波的波动变化,便可了解小鼠的大脑变化。当有人敲击笼子,或者有“新朋友”加入,屏幕上小鼠脑电波的波形发生了巨大改变,“这说明小鼠内心的情绪起伏比较大”。

图说:科研人员在做实验

脑电极如何植入到大脑当中?科研人员也在现场给做了解释。首先需要应用和电脑CPU芯片类似的工艺,制作出头发丝般粗细的柔性脑电极。再在麻醉后的小鼠大脑上,轻轻开一个小孔,直径甚至比毛孔还小,尽可能减少创伤。将脑电极植入后,小鼠仍可灵活自由地活动,留在大脑内部的神经电极就可以把小鼠的脑电波传入电脑,后期可进行解码与人工智能预测。陶虎研究员有一项脑电极植入的看家本领——蚕丝蛋白的制作。利用蚕丝蛋白可以把电极柔软的表面固化,方便植入,当植入完成后,蚕丝蛋白便会溶解,逐渐恢复之前的柔软。完成上面几步后,就是眼前这只,目前世界最前沿的柔性脑机接口小鼠了。

据专家介绍,柔性让“脑机接口”更加接近临床转化,如果把大脑比作豆腐,柔性“脑机接口”就仿佛把一根蚕丝插入到一块豆腐中,它可随着豆腐一同晃动,不会对豆腐造成伤害。“厉害了”,“大开眼界”……视频屏幕上“弹幕”频闪,网民们一方面深刻认识到了大脑功能的重要性,另一方面也深化了“脑机接口”这一技术概念,并期待它后期在人类生命健康、工作生活领域发挥重要作用。

“上海科普大讲坛·City walk”系列是上海科普大讲坛继“未来科学+”寒暑期科学营、“科学与艺术”工作坊之后,全新推出的系列活动,已成功举办2期。活动突破传统讲座形式,将户外探索与科普展示相结合,后续还将打卡高新技术企业、植物园、动物园、历史街区等城市地标,利用馆方Bilibili直播平台,为观众呈现更有趣更多样的科学知识。

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