今天,陈天桥千千研究院首个脑科学前沿实验室在大型神经病学中心上海华山医院虹桥院区建成并投入使用。实验室包括脑机接口、睡眠梦、认知评估、数字医疗等多项内容,将进一步支持以国际化和产业化为核心特征的脑科学研究。
图说:TCCI脑科学前沿实验室建成来源/新民晚报记者徐程摄
TCCI创始人陈天桥在成立仪式上表示,脑科学前沿实验室是TCCI开展脑科学研究的重要载体,也是TCCI捐赠5亿人民币支持中国脑科学研究的重要一步。在每个阶段,实验室将聚焦于一个特定的研究方向,向全国乃至全球的科学家开放,提供资金、设备、临床支持等全方位资源,力争在科学研究、人才培养、标准制定、产学研结合四个方面取得成果。实验室主要支持两种项目。一类是全球范围内的前沿研究,给予科学家充分的学术自由,比如脑机接口、记忆存储、人工智能、梦境控制等。另一种是转化研究,比如最近在研究如何通过数字手段提高大脑的认知水平。
图说:脑机接口柔性电极实验演示
华山医院院长、TCCI转化中心主任茅颖教授表示,该实验室将成为创新临床研究和成果孵化转化的重要基地。他透露,华山医院将率先开设认知评估中心,评估中心、神经外科、睡眠中心的临床和科研团队将首批入驻实验室,共同探索脑机接口、在线软件等新技术,开展认知评估诊疗、睡眠障碍诊疗等工作。
描述:演示者正在进行多人游戏的视频认知脑电图测试。
上海市精神卫生中心副院长李春波透露,医院也在积极推进与抑郁症在线筛查等实验室的产品研发合作。
在实验室揭牌仪式上,TCCI邀请的多位海外知名专家分享了脑科学国际前沿研究的最新成果。
世界顶级医学院加州大学旧金山分校(UC San Francisco)神经工程中心主任、新当选美国国家医学院院士的张智威教授解读了“读心术”的最新成果,采用植入式脑机接口技术解码语言信号。解码速度接近正常语音,准确率97%。UCSF TCCI脑科学国际前沿实验室顾问Adam Gazzaley教授被称为世界上第一个用数字技术治疗大脑疾病的人,他解释了治疗儿童多动症的游戏是如何成为世界上第一个获得FDA批准的游戏。麻省理工学院媒体实验室执行委员会主席Pattie Maes教授展示了如何控制梦境的研究成果,让“盗梦空室”可能不再局限于科幻小说。已获得多个FDA批准的全球数字治疗先驱Pear Therapeutic的首席执行官Corey McCan博士介绍了数字治疗在治疗失眠、成瘾和其他疾病中的重要作用。所有这些新技术都引起了人们极大的兴趣。
描述:睡眠监测和干预系统
之后,TCCI转化中心展示了中国的一些科研成果:一只可爱的小老鼠,它的大脑中植入了超薄、超软、高通量的神经信号采集芯片,神经元几乎感觉不到。当老鼠运动和进食时,直接连接到神经信号处理接口电路的计算机会实时反映其脑电信号的变化。这个由TCCI和附属单位资助的研究项目被称为中国的Neuralink,由中国科学院上海微系统研究所研究员胡涛和华山医院神经外科团队共同承担。胡涛表示,这种独立原创的柔性脑机接口在植入创伤、长期体内安全性等关键技术上已经达到甚至部分超越Neuralink。国内首个柔性脑机接口临床试验即将开展,将首先登陆神经外科,成为脑功能精准定位的利器。他还透露,电极创新性地使用了中国古代材料丝蛋白,不仅植入时微创,而且植入后对人体更安全。
在睡眠与梦实验室,一个年轻人躺在监测床上,床上布满了电极和电线,这是一种传统的监测和诊断睡眠障碍的PSG设备。另一方面,一边的年轻女孩只需要在头上贴上薄薄的电极贴,就可以实时监测睡眠脑电图、呼吸、心跳等多项重要指标。TCCI研究员、复旦大学睡眠诊所主任于欢副教授表示,TCCI致力于开发家用便携式睡眠设备,并通过将它们与白噪声和气味等数字干预结合起来,提高健康人群的睡眠质量。国内著名云计算公司优科德为睡眠监测数据的AI分析提供了支持。
在认知评估实验室,五名受试者佩戴脑电图设备一起观看一段视频。起初,五个人的脑电活动大不相同。当出现愤怒的情节时,所有人的脑电活动几乎同时高度一致,呈现出注意力和负面情绪的峰值。当有令人愉悦的情节时,五个人的脑电活动呈现出注意力和积极情绪的峰值。TCCI研究员、上海市精神卫生中心教授杨志表示,TCCI支持的这项研究致力于了解视频、游戏、音乐和各种数码产品对人类大脑认知和情感的影响,并取得了令人满意的结果。据悉,TCCI已与腾讯游戏达成合作,共同研究游戏对大脑和认知的影响和促进作用。
描述:演示者正在进行多人游戏的视频认知脑电图测试。
老年人的认知障碍日益困扰着社会。早期发现和预防是目前最有效的手段。针对传统评估单调、耗时等痛点,TCCI资助了利用VR游戏进行老年痴呆症筛查的研究,并取得了重要成果。目前已与盛趣游戏达成深度合作,目标是成为国内首个获得数字药证的游戏产品。TCCI研究员、华山医院黄燕燕教授在虚拟现实和动作捕捉实验室展示了新版本。老年人可以在超市、餐厅、楼宇等日常生活场景中完成购物、点餐等任务,根据完成任务的速度、准确率、行走路线等综合分析,进行老年痴呆症的筛查。在数百次实验中受到了老年人的欢迎,取得了良好的效果。
TCCI还资助了嗅觉和情感研究项目。华山医院向教授表示,研究团队研究了数百人在不同气味下的脑电图调查和量表研究,揭示了气味与情绪之间的神经科学相关基础。
TCCI脑科学前沿实验室在设计上也与传统实验室有很大不同,新颖、前卫、充满未来感和温馨,体现了温敏技术的理念。TCCI将继续聚焦前沿科技,整合国际资源,把实现产业转型作为未来发展的重要方向,为人类探索大脑奥秘做出自己的贡献。
新民晚报记者左岩