Vandaag heeft het Center for Excellence in Brain Science and Intelligent Technology van de Chinese Academie van Wetenschappen nieuwe vooruitgang aangekondigd in de tweede klinische proef met invasieve hersen-computerinterfaces, uitgevoerd door het centrum in samenwerking met binnenlandse wetenschappelijke onderzoeksinstellingen en medische eenheden. Deze klinische proef heeft technisch gezien een grote overgang bereikt van tweedimensionale schermcursorbesturing naar driedimensionale fysieke wereldinteractie.
De patiënt die deze klinische proef met een hersencomputerinterface onderging, was een mannelijke patiënt van middelbare leeftijd. Door een ongelukkige val liep de patiënt een dwarslaesie op die in 2022 resulteerde in quadriplegie. Na ruim een jaar revalidatie is zijn toestand niet verbeterd en kunnen alleen zijn hoofd en nek nog bewegen. In juni 2025 kreeg de patiënt een hersen-computer-interfacesysteem geïmplanteerd, ontwikkeld door het wetenschappelijk onderzoeksteam. Aanvankelijk kon de patiënt, na twee tot drie weken training, computercursors, tablets en andere elektronische apparaten met zijn gedachten besturen. Dit was ook het gedragsniveau dat werd bereikt door de eerste klinische proef van het onderzoeksteam met een invasieve hersen-computerinterface. Om het vermogen van de implantator om met de omgeving om te gaan verder te verbeteren, heeft het onderzoeksteam met succes het applicatiescenario tussen de hersenen en de computerinterface uitgebreid van een tweedimensionaal scherm naar een driedimensionale fysieke wereld door de introductie van meer nieuwe technologieën. Op dit moment heeft het systeem gebruikers in staat gesteld om via de ‘gedachten’ van hun hersenen bedieningssnelheden te bereiken die dicht bij gewone mensen liggen met behulp van mobiele telefoons en computers, evenals de mogelijkheid om in eerste instantie belichaamde intelligente robots te besturen.
De invasieve hersen-computerinterface bestaat uit twee delen: de front-endsensor en de back-endprocessor. De sensor aan de voorkant is slechts ongeveer een honderdste zo dik als een haar. De sensor wordt ongeveer 5 tot 8 mm in de hersenen van de implantator ingebed, en de schedel van de implantator wordt met 3 tot 5 mm dunner gemaakt, en vervolgens wordt de back-endprocessor ingebed. Het hele proces is een minimaal invasief proces.
Experts zeggen dat de front-endsensoren gelijkwaardig zijn aan de netwerkkabels die de hersenen verbinden, verantwoordelijk zijn voor de verbinding met de buitenwereld en het uploaden en downloaden van verschillende informatie. De back-endprocessor is verantwoordelijk voor het omzetten van deze zwakke neurale activiteiten van de hersenen in digitale signalen, een taal die de machine kan begrijpen. Op deze manier kan de geïmplanteerde persoon via zijn gedachten externe apparaten besturen en zijn leven ondersteunen.
Het is duidelijk dat continue, stabiele en nauwkeurige controle met lage latentie de belangrijkste kenmerken zijn van het invasieve hersen-computerinterfacesysteem dat dit keer is uitgebracht. Om deze doelen te bereiken heeft het wetenschappelijk onderzoeksteam een hoge compressieverhouding en high-fidelity neurale datacompressietechnologie ontwikkeld, en op innovatieve wijze verschillende datacompressiemethoden geïntegreerd: "piekfrequentiebandvermogen aangrenzend pulsinterval" en "spike counting". Dit hybride decoderingsmodel kan op efficiënte wijze effectieve informatie extraheren, zelfs in een omgeving met relatief luidruchtige neurale signalen, waardoor de algehele hersencontroleprestaties met 15% tot 20% worden verbeterd.
Bovendien heeft het wetenschappelijke onderzoeksteam ook belangrijke kerntechnologieën veroverd, zoals ‘stabiele neuropopulatie-uitlijning aan de andere kant van de hemel’ en ‘online herkalibratie’, zodat het systeem de decoderingsparameters in realtime en stil kan verfijnen tijdens het dagelijks gebruik van de patiënt, waardoor het voor de implantateur comfortabeler wordt om het te gebruiken. Tegelijkertijd wordt de end-to-end vertraging van dit systeem vanaf het verzamelen van signalen tot het geven van commando's aan randapparatuur ook gecomprimeerd tot minder dan 100 milliseconden, wat lager is dan de fysiologische vertraging van het menselijk lichaam zelf. Dit maakt de controle-ervaring van de patiënt soepeler en gedachten en acties zijn bijna gesynchroniseerd. Op basis hiervan bestudeert het wetenschappelijke onderzoeksteam momenteel nog steeds meer toepassingsscenario's om zich aan te passen aan de verschillende behoeften van implantaatontvangers.
Pu Muming, academicus van de Chinese Academie van Wetenschappen en academisch directeur van het Center for Excellence in Brain Science and Intelligent Technology van de Chinese Academie van Wetenschappen, zei dat bevestigd is dat de elektroden veilig en langdurig stabiel zijn in de hersenen, en dat het opnemen en decoderen van signalen ook stabiel is. Dit is een noodzakelijke stap om invasieve hersen-computerinterfaces in de richting van praktische medische toepassingen te brengen. In de toekomst zullen gerelateerde technologieën zich uitbreiden naar meer toepassingen, zoals het decoderen van taalinformatie in de hersenen.