berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Pada tanggal 3 Agustus, Pusat Penelitian Neuromodulasi dan Antarmuka Otak-Komputer Universitas Fudan (selanjutnya disebut sebagai “Pusat Otak-Komputer”) secara resmi diresmikan.

Menurut Universitas Fudan, Pusat Penelitian Neuromodulasi dan Antarmuka Otak-Komputer Universitas Fudan akan berkomitmen untuk melayani kebutuhan strategis lintas integrasi utama negara di bidang neuromodulasi dan antarmuka otak-komputer di masa depan, menciptakan eksplorasi prinsip-prinsip neuromodulasi dan antarmuka otak-komputer, terobosan teknologi yang disruptif, dan mesin inovasi produktivitas baru untuk aplikasi medis dan kesehatan.

Upacara pembukaan Pusat Penelitian Neuromodulasi dan Antarmuka Otak-Komputer Universitas Fudan.Foto milik Universitas Fudan

Tiga arah penelitian utama, dibangun bersama oleh 8 unit

Biarkan orang tuli mendapatkan kembali pendengarannya, biarkan orang buta mendapatkan kembali penglihatannya, biarkan pasien lumpuh berjalan mandiri, biarkan pasien depresi mendapatkan kembali kebahagiaannya, dan biarkan pasien cacat mengendalikan lengan robot melalui imajinasi... Dari perbaikan persepsi hingga kontrol gerak, teknologi antarmuka otak-komputer semoga impian umat manusia yang dulunya tidak mungkin tercapai telah menjadi kenyataan.

Sebagai metode revolusioner dalam interaksi manusia-komputer, teknologi antarmuka otak-komputer melewati saraf dan otot tepi tradisional dan secara langsung membangun saluran kontrol komunikasi baru antara otak manusia dan dunia luar. Teknologi ini dapat mengobati penyakit otak dan memulihkan kesehatan manusia secara efektif penyakit. Ini memberikan kemungkinan hilangnya fungsi motorik dan kemampuan komunikasi karena trauma atau trauma. Dalam beberapa tahun terakhir, telah banyak digunakan dalam perawatan medis, rehabilitasi, keperawatan dan bidang lainnya.

Menurut Universitas Fudan, Universitas Fudan telah secara aktif mempromosikan tata letak strategis di bidang antarmuka otak-komputer dalam beberapa tahun terakhir, saat ini, skenario penelitian dan penerapan antarmuka otak-komputer yang paling praktis adalah perawatan medis yang serius. Pada awal pendiriannya, Pusat Komputer-Otak menetapkan tiga arah utama: penelitian tentang mekanisme dan teori regulasi saraf, penelitian dan pengembangan teknologi neuromodulasi interaktif otak-komputer, dan penelitian terjemahan klinis tentang neuromodulasi, yang sepenuhnya mengintegrasikan tiga tautan utama dari penelitian dasar, penelitian teknis, dan aplikasi translasi.

Brain-Computer Center bergantung pada Institut Sains dan Teknologi Kecerdasan yang terinspirasi oleh Otak, dan bekerja sama dengan Institut Penelitian Penerjemahan Ilmu Otak, Institut Penelitian Ilmu Otak, Institut Data Besar, Laboratorium Kunci Nasional untuk Chip dan Sistem Terpadu, dan Rumah Sakit Afiliasi Huashan, Rumah Sakit Anak Afiliasi, dan Rumah Sakit Kanker Afiliasi bersama-sama membangunnya.

Pada saat yang sama, Brain-Computer Center mengumpulkan tim interdisipliner yang mengintegrasikan sains, teknik, dan kedokteran seperti ilmu data, ilmu informasi, chip interaktif, integrasi sistem, dan aplikasi klinis dalam penelitian dasar, kedokteran klinis, dan teknologi rekayasa, dan membentuk tim peneliti Subjek interdisipliner.

“Banyak sarjana sebelumnya telah melakukan penelitian tentang antarmuka otak-komputer di bidang penelitian dasar mereka sendiri. Setelah pendirian Pusat Otak-Komputer, hal ini akan memberikan peluang kerja sama antardisiplin yang lebih nyaman dan merangsang lebih banyak percikan. Ini akan memadatkan ilmu material, kedokteran , psikologi, dan ilmu otak. Para ahli dan cendekiawan di bidang sains dan bidang lainnya telah bersama-sama mengeksplorasi penelitian mutakhir dengan membangun platform, menyelenggarakan konferensi akademis, atau membentuk beasiswa interdisipliner, dan bersama-sama melakukan tugas penelitian besar nasional." Direktur Neuromodulasi dan Otak. -Pusat Penelitian Antarmuka Komputer Universitas Fudan, kata Wang Shouyan, wakil direktur Institut Sains dan Teknologi Intelijen yang terinspirasi Otak.

Apa yang dilakukan para peneliti di Brain Computer Center?

Wang Shouyan memperkenalkan empat tahap antarmuka otak-komputer dari 1.0 hingga 4.0 kepada reporter The Paper. 1.0 adalah tahap membaca otak, yaitu menguraikan informasi otak, seperti menafsirkan kesadaran batin di otak manusia; 2.0 adalah tahap menulis otak, yang mengirimkan informasi eksternal ke dalam otak, seperti implan koklea dan stimulasi listrik otak; 3.0 adalah tahap interaktif, yaitu otak manusia berinteraksi dengan mesin, memantau sinyal otak secara real time dan mengatur fungsi otak secara akurat. Di masa depan, kita mungkin mencapai tahap fusi otak-kecerdasan 4.0, mencapai interaksi cerdas antara pengambilan keputusan, emosi, kesadaran, dan fungsi kognitif otak tingkat tinggi lainnya dengan mesin dan lingkungan pada tingkat di luar sinyal otak.

Tim Zhang Jiayi, seorang peneliti di Fudan Institute of Brain Science, berfokus pada penelitian fotoreseptor buatan kawat nano untuk memulihkan fungsi visual. Penelitian ini mewakili “tahap penulisan otak” dari antarmuka otak-komputer 2.0.

Zhang Jiayi mengatakan kepada wartawan bahwa bagi penyandang tunanetra atau rabun, sekitar 40% penyakit kebutaan yang tidak dapat disembuhkan terkait dengan degenerasi dan apoptosis fotoreseptor retina. Karena adanya masalah pada fotoresepsi, retina tidak dapat menghasilkan sinyal fotoreseptor, dan penglihatan tidak dapat terbentuk di pusat penglihatan. Saat ini, timnya menggunakan retina buatan untuk menganalisis mekanisme pengkodean dan penguraian sinyal visual buatan di pusat visual, sehingga mengembangkan jalur teknis yang dapat memulihkan penglihatan buatan dengan resolusi lebih tinggi.

Tim Zhang Jiayi mengembangkan retina buatan untuk memulihkan penglihatan pasien buta total gambar akun publik WeChat "Universitas Fudan".

"Pada tahap awal, kami menggunakan kawat nano titanium oksida, bahan optoelektronik dengan efisiensi yang relatif tinggi, untuk memecahkan dua masalah utama yaitu efisiensi konversi fotolistrik dan stimulasi selektif untuk mewujudkan fungsi retina buatan. Di masa depan, kami akan terus bekerja sama dengan tim ilmu material dan klinis untuk mencapai rekonstruksi fungsi visual dengan resolusi lebih tinggi dan interaksi informasi otak-komputer," kata Zhang Jiayi.

Qiu Yanqun, wakil kepala dokter dari Departemen Bedah Tangan Rumah Sakit Huashan yang Berafiliasi dengan Universitas Fudan, adalah bagian dari tim yang berfokus pada hemiplegia yang disebabkan oleh stroke, palsi serebral, dll., dan berfokus pada penelitian bagaimana menggunakan transfer saraf medis untuk mencapai satu sisi otak untuk mengendalikan kedua anggota tubuh pada saat yang sama, memungkinkan anggota tubuh yang terkena untuk mendapatkan kontrol motorik yang lebih baik dan membantu pasien yang lumpuh mencapai koordinasi tangan-otak yang lebih baik.

Transposisi silang saraf ketujuh serviks kiri dan kanan dapat membantu pasien meningkatkan kemampuan gerak anggota badannya sebesar 20-30 poin, namun pasien dengan fondasi yang buruk masih memiliki banyak ruang untuk perbaikan. Oleh karena itu, kami telah meningkatkannya dari awal. untuk memungkinkan saraf serviks ketujuh Kombinasi antarmuka otak-komputer dan teknologi neuromodulasi diharapkan mencapai efek 'aditif'. Misalnya, kerangka luar antarmuka otak-komputer baru dapat membaca niat otak dari lengan dan mencatat, mengekstrak, dan memurnikan sinyal saraf dan otot. , dilengkapi dengan kerangka luar yang dapat dipakai dan bantuan lainnya, memungkinkan pasien mencapai gerakan anggota tubuh yang lebih fleksibel dan bahkan mencapai tingkat perawatan diri "Qiu Yanqun mengatakan bahwa saat ini, perangkat bantu prostetik bionik pribadi pertama yang dikombinasikan dengan operasi perpindahan serviks telah dikembangkan.

"Operasi transfer silang akar saraf ketujuh serviks kanan dan kiri". Gambar akun publik WeChat "Universitas Fudan".

Dalam pandangan Qiu Yanqun, sebagai seorang ahli bedah, setelah bergabung dengan Pusat Penelitian Neuromodulasi dan Antarmuka Otak-Komputer Universitas Fudan, ia memperoleh peluang yang lebih baik untuk menggabungkan kedokteran dan teknik ke klinik. Bantu penelitian ilmiah membentuk spiral.”

Bagaimana dialog interdisipliner bisa benar-benar efektif?

Menurut Wang Shouyan, pendirian Pusat Penelitian Neuromodulasi dan Antarmuka Otak-Komputer Fudan tidak terjadi dalam semalam. Ide-ide telah muncul hampir sejak tahun 2017. Selama periode ini, banyak profesor Fudan telah berkomitmen untuk eksplorasi dan pertukaran akademis. Tahun ini, antarmuka otak-komputer telah memasuki periode perkembangan yang komprehensif dan pesat, dan pendirian pusat penelitian sedang berlangsung tren umum.

Setelah Song Enming, peneliti muda di Institut Optoelektronik Universitas Fudan, bergabung dengan Pusat Penelitian Regulasi Syaraf dan Antarmuka Otak-Komputer Universitas Fudan, ia akan terus fokus pada penelitiannya di bidang antarmuka otak-komputer yang fleksibel dan invasif. , dengan tujuan untuk mencapai terobosan material dari perspektif perangkat keras dan mengatasi antarmuka otak-komputer tradisional. Antarmuka komputer menghadapi masalah seperti kekakuan bentuk sistem dan rasio amplifikasi sinyal terhadap noise yang rendah.

"Tren antarmuka otak-komputer di masa depan perlu meningkatkan biokompatibilitas antarmuka otak-komputer, dan juga perlu tumpang tindih dengan kecerdasan buatan, kecerdasan seperti otak, bedah saraf, dll." Song Enming mengatakan kepada wartawan bahwa timnya telah menemukan banyak hal Transistor CMOS berbasis silikon aktif berskala dapat mencapai pencitraan amplifikasi EEG kepadatan tinggi. Di masa depan, kami akan secara aktif melakukan kerja sama multi-disiplin berdasarkan platform pusat.

Ketika persimpangan lintas batas menjadi norma dalam penelitian ilmiah, bagaimana cara meruntuhkan tembok tinggi dan hambatan antara berbagai disiplin ilmu dan benar-benar mencapai dialog yang efektif? Dalam pandangan Wang Shouyan, didorong oleh kesamaan tujuan dan kepentingan ilmiah mungkin menjadi kunci bagi komunikasi lintas disiplin dan bebas hambatan.

Misalnya, Fudan dan Rumah Sakit Tiantan Beijing bekerja sama dalam pengobatan pasien vegetatif dengan gangguan kesadaran. Bagaimana cara mengevaluasi apakah pasien sadar? Hal ini memerlukan penggunaan sinyal EEG untuk memantau dan mengatur tingkat kesadaran pasien. Penguraian kode sinyal EEG dan algoritma loop tertutup adalah keahlian para peneliti, dan cara menanamkan elektroda untuk memecahkan masalah klinis adalah keahlian dokter jika kedua belah pihak bekerja sama untuk fokus pada masalah dan menjaga tingkat toleransi yang tinggi satu sama lain dapat mencapai efek 1+1>2," kata Wang Shouyan. .