脑机接口行业发展现状调研分析
脑机接口,有时也称作“大脑端口”directneuralinterface或者“脑机融合感知”brain-machineinterface,它是在人或动物脑(或者脑细胞的培养物)与外部设备间建立的直接连接通路。在单向脑机接口的情况下,计算机或者接受脑传来的命令,或者发送信号到脑(例如视频重建),但不能同时发送和接收信号。而双向脑机接口允许脑和外部设备间的双向信息交换。在该定义中,“脑”一词意指有机生命形式的脑或神经系统,而并非仅仅是“mind”。“机”意指任何处理或计算的设备,其形式可以从简单电路到硅芯片。对脑机接口的研究已持续了超过40年了。20世纪90年代中期以来,从实验中获得的此类知识显着增长。
脑机接口指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接,实现脑与设备的信息交换。这一概念其实早已有之,但直到上世纪九十年代以后,才开始有阶段性成果出现。脑机接口是一种在脑与外部设备之间建立直接的通信渠道。其信号来自中枢神经系统,传播中不依赖于外周的神经与肌肉系统。常用于辅助、增强、修复人体的感觉–运动功能或提升人机交互能力。
在多年来动物实验的实践基础上,应用于人体的早期植入设备被设计及制造出来,用于恢复损伤的听觉、视觉和肢体运动能力。研究的主线是大脑不同寻常的皮层可塑性,它与脑机接口相适应,可以像自然肢体那样控制植入的假肢。在当前所取得的技术与知识的进展之下,脑机接口研究的先驱者们可令人信服地尝试制造出增强人体功能的脑机接口,而不仅仅止于恢复人体的功能。这种技术在以前还只存在于科幻小说之中。
脑机接口上游为零部件供应商,其中包括脑电采集设备、芯片、相关算法、外部嵌套;产业中游为脑电采集平台、脑机接口设备;产业下游为应用领域,主要为医疗机构、科研机构、教育、娱乐、底层操作设备、军事国防等行业。
脑磁图(MEG)以及功能核磁共振成像(fMRI)都已成功实现非侵入式脑机接口。例如在一项研究中,病人利用生物反馈技术可以用改变fMRI所检测到的脑部血流信号来控制乒乓球运动。也有人用fMIR信号来准实时地控制机械臂,这一控制的延迟大位7秒左右。一些实验室已实现从猴和大鼠的大脑皮层上记录信号以便操作脑机接口来实现运动控制。实验让猴只是通过回想给定的任务(而没有任何动作发生)来操纵屏幕上的计算机光标并且控制机械臂完成简单的任务。另外在猫上进行的研究对视觉信号进行了解码。