來源：醫(yī)潛整理自哥倫比亞大學(xué)

想象一下——或天生便面臨——無期徒刑且無假釋可能的生活。這所監(jiān)獄就是你的身體。在這所監(jiān)獄中，你可能遭受電擊引發(fā)抽搐，或遭遇腦出血，或被束縛無法言語，或被限制無法移動(dòng)四肢，甚至被剝奪光明本身。

然而，患有癲癇、中風(fēng)、肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）、失明等疾病的患者無需想象這些場(chǎng)景，因?yàn)闊o論生活質(zhì)量在諸多方面如何優(yōu)越，他們每日都面臨著這些限制。理論上，腦機(jī)接口（BCIs）可能成為通往“假釋”的路徑，但哥倫比亞大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院及斯坦福大學(xué)Enigma項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員、論文資深作者之一肯·謝潑德指出，當(dāng)前腦機(jī)接口對(duì)大多數(shù)患者而言并非真正的“越獄”方案。

“多數(shù)可植入系統(tǒng)圍繞一個(gè)電子容器構(gòu)建，在體內(nèi)占據(jù)巨大空間，”謝潑德表示。他主導(dǎo)了該項(xiàng)目工程，并擔(dān)任哥倫比亞大學(xué)勞氏家族電氣工程教授、生物醫(yī)學(xué)工程教授及神經(jīng)科學(xué)教授。

但這并不意味著謝潑德不抱希望——恰恰相反。他所在的團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一款突破性的腦機(jī)接口——皮質(zhì)生物接口系統(tǒng)（BISC），或?yàn)榛颊邘?*解脫。

該設(shè)備厚度僅50微米，約相當(dāng)于一根人發(fā)的厚度。哥倫比亞大學(xué)神經(jīng)外科助理教授、主要臨床合作者布雷特·揚(yáng)格曼解釋，BISC顯著提升了腦機(jī)接口為患者提供軀體舒緩的能力?！坝行X機(jī)接口的關(guān)鍵在于**大化大腦與設(shè)備間的雙向信息流，同時(shí)盡可能降低手術(shù)植入創(chuàng)傷性。BISC在這兩方面均超越了以往技術(shù)?！?

不同于謝潑德提到的笨重容器，這款薄如紙張的BISC“可通過顱骨微創(chuàng)切口插入，直接滑入大腦硬膜下腔表面”。更優(yōu)的是，BISC既無導(dǎo)線也無腦穿透電極，降低了“組織反應(yīng)性及長期信號(hào)退化風(fēng)險(xiǎn)”。

BISC卓越設(shè)計(jì)的秘訣在于半導(dǎo)體技術(shù)——這一成熟的技術(shù)與制造方法為BISC的規(guī)?；a(chǎn)鋪平了道路。

“半導(dǎo)體技術(shù)使這一切成為可能，”謝潑德說。半導(dǎo)體推動(dòng)計(jì)算機(jī)處理器從多銀行金庫體積縮小至錢包大小，“如今我們正將此技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療植入物，使復(fù)雜電子設(shè)備在體內(nèi)占據(jù)極小空間”。

這款高帶寬無線腦機(jī)接口將三種半導(dǎo)體技術(shù)集成于單硅芯片，厚度僅50微米。其互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）集成電路配備65,536個(gè)電極、1,024個(gè)記錄通道及16,384個(gè)刺激通道，體積不足傳統(tǒng)腦植入物的千分之一，且可像被舔過的郵票般彎曲貼附于任意表面——此處即大腦表面。

盡管集成了模擬記錄/刺激組件、無線電源電路、電源管理模塊、無線電收發(fā)器及數(shù)字控制電子電路，這款郵票大小的BISC仍可通過顱骨微小開口植入。其外部中繼站可連接任意計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)100 Mbps傳輸速率，是同類無線腦機(jī)接口的百倍。

通過AI模型，BISC可解碼高帶寬記錄數(shù)據(jù)，識(shí)別身體運(yùn)動(dòng)、感官信息、大腦狀態(tài)乃至意圖。謝潑德強(qiáng)調(diào)：“通過單片硅基集成**組件，我們展示了腦接口如何變得更小巧、更**且大幅增強(qiáng)性能。”

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