L'interface cerveau-ordinateur est à l'avant-garde, est-ce un concept à la mode ? Ou est-ce vraiment vrai ?

Depuis cette année, la technologie de l'intelligence artificielle et ses applications innovantes dans diverses industries sont devenues un sujet brûlant. Après ChatGPT, AIGC et CPO, le concept d’interface cerveau-ordinateur est revenu au premier plan. Les interfaces cerveau-ordinateur ont fait fureur l’année dernière, et certaines nouvelles récentes ont une fois de plus déclenché des discussions animées sur les interfaces cerveau-ordinateur. Après la forte hausse des deux jours précédents, le BCI a encore augmenté ce matin.

La compréhension simple de l'interface cerveau-ordinateur consiste à établir une connexion entre le cerveau humain/animal et des appareils externes pour réaliser l'échange d'informations. Actuellement, la plupart des voies techniques pour les produits d'interface cerveau-ordinateur incluent les produits implantables et non implantables qui nécessitent une craniotomie ou une intervention chirurgicale pour implanter des sondes afin de lire les signaux nerveux. Cependant, il est non implantable et il suffit de porter des produits associés pour lire les signaux nerveux.

L'application des technologies actuellement en vogue se concentre principalement dans le domaine médical et de la santé, y compris le traitement des maladies cérébrales, notamment diverses maladies neurologiques et psychiatriques, telles que l'épilepsie, les accidents vasculaires cérébraux, la maladie de Parkinson et les maladies neurodégénératives. Cependant, ces fabricants d’interfaces cerveau-ordinateur en sont encore au stade expérimental ou encore au stade de recherche et développement de produits ou de technologies.

Par exemple, les recherches de Neuralink sur l'interface cerveau-ordinateur utilisent des microscopes et des robots de haute précision pour implanter des électrodes flexibles « linéaires » intégrées à des électrodes et des capteurs dans le cortex cérébral et collecter des signaux neuronaux. Cependant, cette technologie n'est pas sans inconvénients. Pour implanter des électrodes flexibles dans le cortex cérébral, les chercheurs doivent utiliser des aiguilles en acier comme supports pour amener les électrodes dans le cerveau. Au cours du processus, elles doivent être positionnées sous un microscope. Évitez les vaisseaux sanguins et une fois l'implantation terminée, les pièces sont insérées dans le cerveau. Des implants grands et petits sont scellés sur le crâne et le processus chirurgical nécessite une précision extrêmement élevée. De plus, lors de l’expérience sur des singes rhésus, de nombreux animaux de laboratoire sont morts à cause d’infections à la tête. Du point de vue des solutions, les aiguilles en acier ne constituent pas le choix le plus idéal pour les supports d'implantation. Le processus de retrait une fois l'implantation terminée peut facilement provoquer le déplacement des électrodes et il existe un risque de dommages secondaires au tissu cérébral. Ces questions restent à résoudre.

Il existe également des soins médicaux innovants qui ont explosé au cours des deux derniers jours. Même si l'entreprise recherche des produits d'interface cerveau-ordinateur non implantables avec sa société associée Boling Brain Computer, aucun produit n'a encore été lancé et aucun produit associé n'a été lancé. ont été divulguées. Des données visant à aider les patients hémiplégiques à atteindre la flexibilité du contrôle autonome. En outre, le « Système de formation à la réadaptation des exosquelettes des membres inférieurs de l'interface cerveau-ordinateur » et le système de formation et d'évaluation de la réadaptation de l'interface cerveau-ordinateur de Shandong Haitian Intelligent Engineering Co., Ltd. et Siyi (Changsha) Intelligent Technology Co., Ltd. ont été approuvé par la Food and Drug Administration pour l'inscription. Comparaison des progrès C'est rapide, mais il y a des problèmes, comme des informations de décodage insuffisantes

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De nombreux produits d'interface cerveau-ordinateur non implantables actuellement commercialisés ne sont utilisés que pour gérer des opérations simples, et des tâches plus complexes ne peuvent pas être réalisées. De nombreux fabricants et entreprises sont également optimistes quant au développement d'interfaces cerveau-ordinateur en direction des implants. Il existe également certaines barrières matérielles ou techniques. Les matériaux implantés ne dureront pas longtemps dans le cerveau, ainsi que les électrodes dures qui y sont implantées. le cerveau humain aura également une réaction de rejet. Par conséquent, à en juger par les progrès, de nombreuses opérations expérimentales et pratiques pour les produits implantables d'interface cerveau-ordinateur se font encore sur des animaux, et le processus d'expérimentation animale n'a pas été complètement résolu. Assez rapidement, Neuralink, une société d'interface cerveau-ordinateur appartenant à Musk, a annoncé le 25 mai, heure locale, qu'elle avait reçu l'approbation de la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis et qu'elle lancerait la première étude clinique humaine sur les implants cérébraux.

Nous avons mentionné précédemment qu'il était difficile d'obtenir l'approbation de la FDA. Le 30 novembre 2022, Elon Musk, PDG de la société d'interface cerveau-ordinateur Neuralink, a déclaré qu'il avait soumis la majeure partie de la demande à la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis. les documents ont été soumis, mais ils n'auraient pas dû être approuvés. Cette approbation est un grand progrès pour le domaine médical.

Est-ce un concept ? Ou de vraies munitions ?

La technologie d'interface cerveau-ordinateur de mon pays a également fait des progrès en médecine clinique. Il y a dix ans, une équipe de recherche de l'Université du Zhejiang a implanté pour la première fois une interface cerveau-ordinateur semi-invasive dans le crâne d'un patient tétraplégique. Sur la base des signaux EEG corticaux, le patient a été aidé à deviner les mouvements en contrôlant une main robotique. avec ses pensées. Ensuite, le département de neurochirurgie de l'hôpital Huashan affilié à l'université de Fudan et le département de neurochirurgie de l'hôpital Tiantan de Pékin affilié à l'université médicale de la capitale ont mené des recherches sur les troubles de la conscience, en utilisant des technologies telles que la neuromodulation et l'interface cerveau-ordinateur pour maximiser la récupération de la conscience et l'amélioration de la conscience. fonction neurologique. En outre, la technologie d'interface cerveau-ordinateur est utilisée pour traiter la maladie de Parkinson associée à la démence de Parkinson, le système d'interface cerveau-ordinateur pour la communication secrète en langue chinoise est développé et des électrodes de microréseau flexibles sont utilisées pour localiser avec précision les noyaux dorsaux du tronc cérébral et la stimulation des électrodes épidurales. technologie pour traiter les lésions de la moelle épinière et autres recherches.

Innovative Medical a mentionné que ses produits portables d'interface cerveau-ordinateur peuvent aider les patients hémiplégiques à obtenir un contrôle autonome des avant-bras et des mains de leurs membres handicapés dans n'importe quelle position dans l'amplitude normale de mouvement des membres. C'est juste qu'Innovative Medical n'a pas divulgué de données plus détaillées sur la flexibilité du « contrôle autonome ».

Innovative Medical et Xu Kedi, professeur à l'Institut d'études avancées Qiushi de l'Université du Zhejiang, ont créé Boling Brain Computer (Hangzhou) Technology Co., Ltd. (ci-après dénommé « Boling Brain Computer »), son cerveau-ordinateur. Les produits d'interface appartiennent au dispositif portable (non implantable) qui aide les patients hémiplégiques à réaliser un mouvement autonome de l'avant-bras et de la main de leurs membres handicapés. En termes d'avancées de la recherche, le prototype principal a été amélioré et les tests in vivo sur des patients ont commencé. À l'avenir, nous continuerons à promouvoir régulièrement une recherche approfondie sur les solutions techniques des produits, et à promouvoir et étendre progressivement les tests sur les patients du prototype principal de deuxième génération.

Sanbo Brain Science n'a pas révélé plus d'informations sur son exploration des applications d'interface cerveau-ordinateur. Ce n'est que le 18 mai qu'elle a annoncé aux investisseurs que la technologie d'interface cerveau-ordinateur avait de grandes perspectives d'application dans le diagnostic clinique et le traitement de la neuromédecine et de la neuroréadaptation. L'institution est toujours attentive à l'application et au développement de la technologie d'interface cerveau-ordinateur dans le domaine médical. participe également à l'application de base et à l'exploration des applications cliniques.

En fait, il existe une autre société, Xinwei Medical. C'est l'une des rares sociétés cotées sur le marché qui est directement impliquée dans la recherche et le développement d'interfaces cerveau-ordinateur. Xinwei Medical fabriquait à l'origine des dispositifs médicaux innovants. ses produits couvrent l'intervention neurologique et l'intervention cardiaque, l'intervention pulmonaire, etc. Parmi eux, la neurointervention est le domaine principal de Xinwei Medical. Plusieurs produits ont maintenant été approuvés par la NMPA. Il existe 15 produits de dispositifs neurointerventionnels approuvés par la NMPA et une gamme complète de produits neurointerventionnels, couvrant diverses procédures neurointerventionnelles pour le traitement et la prévention des accidents vasculaires cérébraux.

Le marché des produits neurointerventionnels à eux seuls est également énorme, comme l'accès, les saignements et l'ischémie. Le type d'accès est un consommable nécessaire pour la chirurgie interventionnelle et joue le rôle d'établir un canal d'administration ; le type de saignement est utilisé pour bloquer les vaisseaux sanguins mal formés, traiter les anévrismes cérébraux et sceller les ruptures de vaisseaux sanguins intracrâniens ; le type ischémique est utilisé pour éliminer les thrombocytes ; et débloquer les vaisseaux sanguins. Décomposés, les produits neurointerventionnels sont divisés en dispositifs de thrombectomie ischémique, dispositifs de prévention ischémique, dispositifs de traitement hémorragique, dispositifs de traitement de la sténose de l'artère intracrânienne et dispositifs d'accès vasculaire. Xinwei Medical dispose d'un vaste portefeuille de produits et la plupart de ses produits ont été approuvés et sont en préparation pour la commercialisation.

Il y a quelque temps, un essai interventionnel d'interface cerveau-ordinateur sur des primates non humains dirigé par l'équipe du professeur Duan Feng a été couronné de succès à Pékin. Cet essai a été mené par l'équipe du professeur Duan Feng de l'Université de Nankai et de l'Armée populaire de libération chinoise. L'hôpital général (hôpital 301) et Xinwei Medical l'ont réalisé conjointement.

Comme mentionné ci-dessus, la plupart des voies techniques pour les interfaces cerveau-ordinateur incluent les implantables et les non-implantables. L'expérience a été dirigée par le professeur Duan Feng de l'Université de Nankai. Duan Feng a mené des recherches sur les interfaces cerveau-ordinateur implantables et non implantables. L'expérience sur l'interface cerveau-ordinateur implantable a été utilisée pour contrôler le comportement des souris et des souris non implantables. Une interface cerveau-ordinateur implantable a été utilisée pour contrôler le comportement des souris. Utilisée pour contrôler les fauteuils roulants et les voitures.

Grâce à des recherches pertinentes, Duan Feng estime que les deux technologies présentent des défauts. Par exemple, les interfaces cerveau-ordinateur implantables peuvent causer de graves dommages aux expérimentateurs et leur sécurité est difficile à garantir. Cependant, la précision de la collecte des signaux et la stabilité de la reconnaissance à long terme des interfaces cerveau-ordinateur non implantables doivent être améliorées, étant donné que l'interférence objective des signaux EEG de la surface du cuir chevelu est trop complexe, les barrières techniques seront difficiles à franchir. à court terme. Après une série d'études, Duan Feng a coopéré avec Xinwei Medical, une société de dispositifs neurointerventionnels, pour développer une interface interventionnelle cerveau-ordinateur. Les composants clés impliqués dans ce type d’interface cerveau-ordinateur sont le capteur de collecte de signaux EEG frontal (électrodes placées sur le support) et l’amplificateur de signal back-end.

Cette technologie ne nécessite pas de craniotomie ni d'ablation de gros morceaux de crâne, elle ne fait qu'une petite ouverture dans la veine jugulaire du sujet et utilise un cathéter de la veine jugulaire pour envoyer un stent équipé de capteurs dans la veine jugulaire. vaisseaux sanguins situés dans le cortex moteur du cerveau. Lorsque le cathéter est retiré, le stent se dilate à l'intérieur de la paroi du vaisseau et se ferme contre la paroi interne du vaisseau, collectant ainsi les signaux EEG.

Une fois l'opération terminée, les signaux EEG collectés sont traités par filtrage, réduction du bruit, etc., et les signaux sont importés dans l'ordinateur et analysés. Après avoir reconnu l'intention de mouvement, l'ordinateur enverra des commandes de contrôle au. bras robotique, puis contrôlez le mouvement du bras robotique pour amener la nourriture à la bouche du singe. Parce que les mains du singe sont liées, il aura envie de tendre la main lorsqu'il voudra manger de la nourriture, ce qui continuera à générer des signaux électriques cérébraux pour contrôler le mouvement du bras robotique, renforçant ainsi l'entraînement encore et encore.

Grâce à cette technologie, la précision et la stabilité des signaux collectés sont également bonnes, et elle utilise une technologie neurointerventionnelle mature dans le domaine médical, qui peut assurer plus de sécurité.

Il reste encore beaucoup de travail à faire avant que l’interface interventionnelle cerveau-ordinateur conçue par les dispositifs neurointerventionnels existants puisse être directement utilisée dans la pratique clinique humaine et l’industrialisation. Actuellement, Xinwei Medical a commencé les essais cliniques d'un système robotique d'intervention vasculaire. Ce n'est pas le produit utilisé dans cet essai. Le système robotique d'intervention vasculaire est principalement utilisé pour le contrôle et le fonctionnement des instruments lors des chirurgies interventionnelles.

Les soins médicaux pourraient être les premiers à arriver sur le marché avec des interfaces cerveau-ordinateur !

Des progrès de la recherche sur ces interfaces cerveau-ordinateur, il y aura de nombreuses applications pratiques, telles que la santé médicale, le divertissement, la maison intelligente, l'armée, etc. Mais c’est peut-être le plus rapide à mettre en œuvre dans le traitement médical et le plus proche d’une application commerciale.

Certaines sociétés médicales se sont engagées dans le traitement de réadaptation, la gestion de la douleur, les prothèses cérébrales contrôlées par ordinateur et dans d'autres domaines, tels que la rééducation neurologique, qui ont vérifié la faisabilité de l'interface cerveau-ordinateur et l'utiliser directement. pensées. Contrôler l’équipement pour améliorer l’efficacité de la récupération. Il existe également des sociétés médicales qui mènent des recherches sur la technologie d’interface cerveau-ordinateur dans les domaines des neurosciences, de la psychologie, des sciences cognitives, etc. Par conséquent, les applications cliniques médicales resteront la direction principale des applications d’interface cerveau-ordinateur.

Dans la recherche et l'application de l'interface cerveau-ordinateur, cela implique souvent la direction de la lecture cérébrale, c'est-à-dire le décodage des informations cérébrales, l'interprétation de la conscience intérieure et des émotions des personnes et la possibilité pour les patients présentant des symptômes tels que des troubles de la conscience et l'autisme de se rétablir. contact avec le monde. La prochaine étape consistera à établir une interaction cerveau-ordinateur et à utiliser une stimulation externe pour améliorer les symptômes cérébraux. À l’avenir, il y aura de nombreuses applications cliniques dans quatre ou cinq indications telles que la dépression, la douleur et l’épilepsie. Ou dans le domaine des interfaces cerveau-ordinateur non invasives, utilisant du matériel combiné aux neurosciences cognitives, la technologie est encore plus difficile.

Lu Changshun (Cairns) Certificat n° : A0150619070003. [Le contenu ci-dessus ne représente que des opinions personnelles et ne constitue pas une base pour acheter et vendre. Le marché boursier est risqué, l'investissement doit donc être prudent]

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