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In den letzten fünf Jahren hat ein multidisziplinäres Forschungsteam an der Fudan-Universität eine Reihe bedeutender Originalergebnisse in den Bereichen Materialien, Chips, Algorithmen für künstliche Intelligenz, Neuroengineering-Technologie und klinische Anwendungen hervorgebracht und die wissenschaftliche und technologische Innovation 2030 durchgeführt. „Brain Science and Similarity“-Projekt. „Brain Research“-Großprojekt und weitere Dutzende damit verbundener wissenschaftlicher und technologischer Forschungsprojekte... Dies ist das Team des Neuromodulations- und Brain-Computer-Interface-Forschungszentrums der Fudan-Universität. Am 3. August wurde das Zentrum offiziell eingeweiht. Der Reporter ging ins Zentrum, um das herauszufinden.

„Die Gehirn-Computer-Schnittstelle ist ein wettbewerbsfähiges Hochland an der Spitze der internationalen Wissenschaft und Technologie. Derzeit stehen inländische und ausländische Länder grundsätzlich auf der gleichen Startlinie. Dies ist eine gute Gelegenheit für uns, in einer Kurve zu ‚überholen‘.“ Shouyan, stellvertretender Direktor des Instituts für Gehirn-inspirierte Intelligenz, Wissenschaft und Technologie an der Fudan-Universität, sagte Reportern: In diesem Zentrum leiten 36 interdisziplinäre Wissenschaftler die interdisziplinären Kräfte der Fudan-Universität in Medizin, Wissenschaft und Technik, um die Entwicklung der Gehirn-Computer-Schnittstellentheorie voranzutreiben und Technologie und schaffen eine nahtlose Innovationskette für die Zusammenarbeit zwischen Industrie, Universität und Forschung im Bereich der Gehirn-Computer-Schnittstelle.

Gehen Sie wissenschaftlich vor, bevor es zur Sache geht, und planen Sie das Überholen in Kurven voraus

Neural Connection, ein von Musk gegründetes Unternehmen, zeigte Anfang des Jahres das erste Video eines gelähmten Patienten, dem ein Gehirn-Computer-Schnittstellengerät implantiert wurde. Am 10. Juli Ortszeit gab Musk bekannt, dass bald ein zweiter Patient ein Gehirn-Computer-Schnittstellengerät verwenden wird. „Gehirn-Computer-Schnittstellen haben aufgrund ihrer breiten Anwendungsaussichten schon immer große Aufmerksamkeit erregt.“ Wang Shouyan sagte unverblümt, dass Hunderte Millionen Menschen auf der ganzen Welt derzeit mit Problemen in Bezug auf die Gehirngesundheit, Gehirnkrankheiten und Gehirnrehabilitation konfrontiert seien. Die Forschung zur Integration von Neuromodulation und Gehirn-Computer-Schnittstelle ist eine neue Richtung in der Behandlung von Gehirnerkrankungen. Die interaktive Gehirn-Computer-Neuromodulation bietet präzise elektronische Arzneimittellösungen für die Intervention, Behandlung und Rehabilitation des Gehirns. Man kann sagen, dass medizinisch-klinische Anwendungen die Hauptrichtung von Gehirn-Computer-Schnittstellenanwendungen sein werden.

„Die Forschung an Gehirn-Computer-Schnittstellen schreitet rasant voran, und der klinische Fortschritt in der wissenschaftlichen und medizinischen Gemeinschaft ist dem der Wirtschaft weit voraus.“ Gerät ist nur Es ist das Ergebnis der Stufe 1.0 – „Gehirnlesen“.

Gegenwärtig hat sich die einschlägige Forschung vom „Gehirnlesen“ zum „Gehirnschreiben“ und zur „Gehirn-Computer-Interaktion“ entwickelt. Das sogenannte „Gehirnlesen“ soll die Informationen des menschlichen Gehirns entschlüsseln und es einer isolierten Person ermöglichen, sich wieder mit der Welt zu verbinden. Es kann auf Bewusstseinsstörungen, Autismus, ALS und andere Krankheiten angewendet werden. Beim „Brain Writing“-Stadium handelt es sich um die Implantation von Cochlea-Implantaten, Netzhaut- und Tiefenhirnstimulation, die es den Patienten ermöglicht, Geräusche zu hören, das Sehvermögen wiederzugewinnen und motorische Funktionen wiederherzustellen; bei der „Gehirn-Computer-Interaktion“ werden Gehirnsignale verwendet, um das Gehirn zu steuern und zu regulieren Durch intelligente neuronale Stimulation kann eine präzise Gehirnsteuerung durchgeführt werden, die bei der klinischen Behandlung von Depressionen, Schmerzen, Epilepsie und anderen Krankheiten hilft.

Nach Ansicht von Wang Shouyan kann die Gehirn-Computer-Schnittstelle im Stadium 4.0 als Kanal zwischen dem Metaversum und den Menschen betrachtet werden. „Das Wesen des Metaversums ist eine digitale Welt. Durch die Gehirn-Computer-Schnittstelle können Menschen im Metaversum nahtlos Informationen austauschen. Wenn man sich jedoch weltweit umschaut, sieht man sich mit der aktuellen Entwicklung der Gehirn-Computer-Schnittstellenindustrie in verschiedenen Ländern konfrontiert.“ die Tatsache, dass die Technologie noch nicht vollständig ausgereift ist und die vorgelagerte Ausrüstung noch nicht für die Massenproduktion standardisiert ist. Nur durch eine vorausschauende Planung können wir die Entwicklungsmöglichkeiten des „Kurvenüberholens“ nutzen.

Das Ziel des Forschungszentrums für Neuromodulation und Gehirn-Computer-Schnittstelle der Fudan-Universität besteht darin, die Prinzipien der Neuromodulation und der Gehirn-Computer-Schnittstelle zu erforschen und ein Innovationsmotor für die Verwirklichung bahnbrechender technologischer Durchbrüche sowie medizinischer und gesundheitlicher Anwendungen zu werden. Das Zentrum, das über Nacht zu entstehen scheint, ist tatsächlich das Ergebnis von „zehn Jahren harter Arbeit“.

Wang Shouyan sagte, dass die Fudan-Universität über mehr als zehn Jahre Forschung in den Bereichen Gehirn-Computer-Schnittstellenmaterialien, Elektroden, Chips und klinische Übersetzungsanwendungen verfügt. Dies fällt mit dem historischen Moment der Entwicklung des Gehirn-Computer-Schnittstellenbereichs zusammen Multidisziplinäre Wissenschaftler kommunizieren und kooperieren und arbeiten gemeinsam an der Bewältigung der wichtigsten Bedürfnisse. Darüber hinaus wird das Zentrum mit der Industrie, dem Shanghai Medical Device Evaluation Center und dem Medical Device Inspection Institute zusammenarbeiten, um innovative Ergebnisse in medizinische Geräteprodukte umzuwandeln.

Versuchen Sie, den Kreis zu durchbrechen und erwarten Sie, dass große Geräte optimal genutzt werden

Während des Besuchs im Zentrum beeindruckte den Reporter vor allem die große wissenschaftliche Ausrüstung.

Die Fudan-Universität hat 400 Millionen Yuan investiert, um eine erstklassige Forschungsplattform für Gehirn-Computer-Interaktion und Gehirn-Intelligenz-Fusion aufzubauen, die „Gehirnwahrnehmung, Gehirncomputer und Gehirnregulierung“ integriert. Die Schule verfügt nicht nur über 3T-, 5T-, 7T-, 11,7T-, 3T-Connectom- und andere Serien von Kernspinresonanzgeräten sowie über mehr als zehn Sätze neurophysiologischer Geräte wie Magnetenzephalographie, Elektroenzephalographie und Nahinfrarot-Bildgebung, sondern auch über unabhängige Geräte entwickelte digitale Überwachung des Gehirns und der kognitiven Funktionen. Mit der Interventionsplattform hat es die Mikrometerebene, die Millisekunden-Zeitskala und die technische Fähigkeit erreicht, über räumliche Regionen hinweg „fein, genau, viel und weit zu sehen“.

Im Hinblick auf Brain Computing hat die Fudan-Universität eine mehrdimensionale Gehirnfunktionsdatenbank mit Bildgebung, Genen, Kognition und anderen Informationen zu Depression, Schlaganfall und Autismus aufgebaut und stellt Daten und eine Forschungsplattform für die neuronale Dekodierungsforschung bereit.

Nach Ansicht von Wang Shouyan hat das Land viel Geld in den Aufbau dieser international führenden wissenschaftlichen Ausrüstung und Datenbanken investiert und sie sollten voll genutzt werden. Daher stehen wissenschaftliche Einrichtungen der wissenschaftlichen Forschungsgemeinschaft und der Industrie offen und werden zu einer Plattform für den Austausch wissenschaftlicher Forschung, oder mit anderen Worten, zu einer Brücke für die Zusammenarbeit und Kommunikation zwischen Industrie, Universität und Forschung.

Ein weiterer Grund für die Offenheit ist, dass „das Zentrum nur durch das Durchbrechen des Kreises neue Anwendungsszenarien entwickeln kann“, sagte Wang Shouyan, dass das Zentrum selbst tatsächlich das Produkt des „Durchbrechens des Kreises“ der Disziplin sei. Das Zentrum versammelt ein interdisziplinäres Team mit Wang Yizheng, einem Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, als leitendem Wissenschaftler. Es stützt sich nicht nur auf das Institut für Gehirnintelligenzwissenschaft und -technologie der Fudan-Universität, sondern kooperiert auch mit dem Institut für Brain Science, das Institute of Translational Brain Science, das Institute of Big Data, das Institute of Optoelectronics. Es wird gemeinsam von der School of Information Science and Engineering, dem National Key Laboratory of Chips and Systems, dem Affiliated Huashan Hospital und dem Affiliated Kinderkrankenhaus und das angegliederte Krebskrankenhaus.

Gerade weil der Kreis durchbrochen wurde, wurden hier eine Reihe bedeutender Originalleistungen geboren. Song Enming, ein junger Forscher am Institut für Optoelektronik der Fudan-Universität, entwickelte beispielsweise eine thermisch gewachsene Siliziumdioxid-Nanoverkapselungstechnologie, um die Biokompatibilität von Implantaten im Körper zu verbessern und die theoretische Lebensdauer implantierter elektronischer Geräte von maximal mehreren zu verlängern In den letzten 60 Jahren hat es die meisten Behandlungszyklen für Hirnerkrankungen abgedeckt. Der Forscher Zhang Jiayi und der assoziierte Forscher Yan Biao vom Institute of Brain Science haben mit ihrem wissenschaftlichen Forschungsteam eine künstliche Netzhaut mit unabhängigen Rechten an geistigem Eigentum entwickelt Das Team hat mit der Augen-, Ohren-, Nasen- und Rachenabteilung der Fudan-Universität zusammengearbeitet. Das Krankenhaus führt klinische Studien durch, um die Sehfunktion völlig blinder Patienten zu rekonstruieren.

Weigern Sie sich, „koordiniert“ zu werden und überlegen Sie sich neue Themen

Viele Menschen sind neugierig, wie können interdisziplinäre Teams mit wissenschaftlichen Funken im Zentrum von „Fight of the Gods“ kollidieren?

In diesem Zusammenhang sagte Wang Shouyan mit einem Lächeln: „Menschen miteinander zu paaren“ wird nicht funktionieren. Wir müssen uns von gemeinsamen wissenschaftlichen Forschungsbedürfnissen und Interessen leiten lassen, damit interessierte Menschen eine neue Idee zu einem Problem entwickeln können. Tatsächlich hängt diese Betonung des Cross-Vision auch mit Wang Shouyans persönlichem akademischen Hintergrund zusammen. Er studierte Biomedizintechnik als Student, verbrachte während seiner Doktorarbeit ein Jahr als Praktikant in der kardiologischen Klinik eines Krankenhauses und verbrachte seine Postdoktorandenjahre in der Neurochirurgie im Bereich Neuromodulation. Interdisziplinäre Forschung eröffnete seiner Schmerzforschung neue Horizonte.

Song Enming ist einer der Nutznießer der interdisziplinären Forschung. Er sagte Reportern, dass die Forschung an Gehirn-Computer-Schnittstellen neben implantierbaren Geräten auch die Chip-Integration, Code-Interpretation, den Aufbau einer großen gehirnähnlichen Computerdatenbank und die Unterstützung einer großen Anzahl von Neurochirurgen erfordert. „Die Funktion des menschlichen Gehirns ist ein unbekanntes Gebiet, und es gibt viele neue Richtungen, die erforscht werden müssen. Die Forschung an Gehirn-Computer-Schnittstellen ist wie ein Schmelztiegel, und die Schnittstelle zwischen Medizin und Technik ist ein wichtiger Trend. Das Land ist es.“ Auch interdisziplinäre Themen werden gefördert, und es gibt immer mehr inländische Projekte, die sich mit Medizin und Technik überschneiden. Es gibt viele, und Innovation erfordert die Kollision von Ideen aus verschiedenen Bereichen.

Das Zentrum ermutigt nicht nur Professoren und Forscher, „aus dem Zirkel auszubrechen“, sondern richtet auch Stipendien für junge Doktoranden ein und richtet eine gemeinsame Tutorengruppe aus Naturwissenschaften, Technik und Medizin ein, um Studenten bei der Erforschung übergreifender Themen anzuleiten. Zwei Studierende aus verschiedenen Abteilungen müssen in die Forschungsgruppe des anderen gehen, um an mindestens vier Gruppentreffen teilzunehmen und gemeinsam einen Studienbericht zu verfassen, um die Forschungsinhalte und -bedürfnisse des anderen wirklich zu verstehen. Derzeit sind zehn Themen aufgelegt.

Autor: Wu Jinjiao

Text: Wu Jinjiao Fotos: Fotos zur Verfügung gestellt von der Fudan-Universität Herausgeber: Chu Shuting Herausgeber: Jiang Peng

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