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過去 5 年間、復丹大学の学際的な研究チームは、材料、チップ、人工知能アルゴリズム、神経工学技術、臨床応用の分野で多くの主要な独自の成果を生み出し、2030 年の科学技術イノベーションにも取り組んできました。 「脳科学と類似性」プロジェクト。「脳研究」主要プロジェクトとその他数十の関連科学技術プロジェクトの研究...これは復旦大学の神経調節およびブレインコンピューターインターフェイス研究センターのチームです。 8月3日、センターは正式に公開された。記者はそれを知るためにセンターに入った。

「ブレイン・コンピュータ・インターフェースは、国際科学技術の最前線にある競争の高地です。現在、国内と海外は基本的に同じスタートラインにいます。これは、我々が追い詰められる良い機会です。」復丹大学脳知能科学技術研究所の副所長ショウヤン氏は記者団に対し、このセンターでは36人の学際的科学者が復丹大学の医学、科学、工学分野の学際的部隊を率い、ブレイン・コンピューター・インターフェース理論の開発を推進していると語った。ブレインコンピューターインターフェース分野における産学研究協力のためのシームレスなイノベーションチェーンを構築します。

ビジネスの前に科学的に走り、コーナーでの追い越しを事前に計画する

マスク氏が設立した会社ニューラル・コネクションは、今年初めにブレイン・コンピューター・インターフェース装置を埋め込まれた麻痺患者の初のビデオをデモンストレーションした。現地時間7月10日、マスク氏はまもなく2人目の患者がブレイン・コンピューター・インターフェース装置を使用する予定であることを明らかにした。 「ブレイン・コンピューター・インターフェースは、その広範な応用の可能性のため、常に多くの注目を集めています。」とワン・ショウヤン氏は、現在、世界中で何億人もの人々が脳の健康、脳疾患、脳リハビリテーションの問題に直面していると率直に語った。神経調節と脳コンピューターインターフェースの統合に関する研究は、脳疾患の治療における新しい方向性であり、脳コンピューター相互作用神経調節は、脳機能介入、治療、リハビリテーションのための正確な電子薬物ソリューションを提供します。医療臨床応用は、ブレイン・コンピュータ・インターフェース応用の主流の方向性になると言えます。

「ブレイン・コンピューター・インターフェースの研究は急速に進歩しており、科学界や医学界における臨床の進歩はビジネスをはるかに上回っている。ブレイン・コンピューター・インターフェースの研究を4つの段階に分ければ、マスク氏のブレイン・コンピューター・インターフェースの移植は完了するだろう」と王守燕氏は述べた。これはステージ 1.0「脳の読み取り」の結果です。

現在、関連研究は「脳リーディング」から「脳ライティング」および「脳とコンピューターの相互作用」へと発展しています。いわゆる「ブレイン・リーディング」は、人間の脳の情報を解読し、孤立した人が世界と再びつながることを可能にするもので、これは意識障害、自閉症、ALS、その他の疾患に応用できます。ブレインライティング」ステージは、人工内耳の埋め込み、網膜および深部脳への刺激により、患者が音を聞き、視覚を取り戻し、運動機能を回復できるようにするものであり、「ブレイン・コンピューター・インタラクション」は、脳信号を使用して脳を誘導し、調節するものであり、刺激は、インテリジェントな神経制御を通じて正確な脳制御を実行でき、うつ病、痛み、てんかん、その他の疾患の臨床治療に役立ちます。

Wang Shouyan 氏の見解では、ステージ 4.0 のブレイン コンピューター インターフェイスは、メタバースと人間の間のチャネルと見なすことができます。 「メタバースの本質はデジタル世界です。ブレイン・コンピュータ・インターフェースを通じて、人々はメタバース内でシームレスに情報を交換できます。しかし、世界を見渡すと、現在、各国のブレイン・コンピュータ・インターフェース産業の発展は課題に直面しています。」技術が完全に成熟しておらず、上流の装置が量産用にまだ標準化されていないという事実。事前に計画を立てることによってのみ、「コーナーでの追い越し」という発展の機会をつかむことができます。

復旦大学の神経調節およびブレイン コンピューター インターフェイス研究センターの目標は、神経調節およびブレイン コンピューター インターフェイスの原理を探求し、破壊的な技術的ブレークスルーと医療および健康への応用を実現するためのイノベーション エンジンとなることです。一夜にして現れたかに見えるセンターは、実は「10年間の努力」の賜物だ。

王寿燕氏は、復丹大学にはブレイン・コンピューター・インターフェース材料、電極、チップ、臨床翻訳応用分野で10年以上の研究蓄積があり、ブレイン・コンピューター・インターフェース分野の発展の歴史的瞬間と一致すると述べた。多分野の科学者がコミュニケーションと協力を行い、協力して主要なニーズに取り組みます。さらに、同センターは業界、上海医療機器評価センター、医療機器検査研究所と協力し、最先端の成果を医療機器製品に転換していきます。

「脱輪」を追求し、大型デバイスの有効活用に期待

センター訪問中、記者が最も印象に残ったのは大型科学機器だった。

復丹大学は4億元を投資して、「脳知覚・脳コンピューティング・脳制御」を統合した世界クラスの脳・コンピュータインタラクションおよび脳・知能融合研究プラットフォームを構築した。同校には、3T、5T、7T、11.7T、3T Connectomなどの一連の核磁気共鳴装置、脳磁図、脳波、近赤外線画像などの神経生理学的機器が10セット以上あるだけでなく、独自に開発されたデジタル脳および認知機能モニタリング介入プラットフォームにより、ミクロンレベル、ミリ秒の時間スケールと、空間領域全体で「細かく、正確に、多くを見て、遠くを見る」技術的能力に到達しました。

ブレインコンピューティングの観点から、復丹大学はうつ病、脳卒中、自閉症に関する画像、遺伝子、認知などの情報を含む多次元脳機能データベースを構築し、神経解読研究のためのデータと研究プラットフォームを提供している。

王寿燕氏の見解では、国はこれらの国際的に最先端の科学機器とデータベースの構築に多額の資金を投資しており、それらは最大限に活用されるべきである。したがって、科学施設は科学研究コミュニティや産業界に開かれており、科学研究の共有プラットフォーム、つまり産学研究の協力とコミュニケーションの架け橋となります。

オープン性のもう 1 つの理由は、「『輪を打ち破る』ことによってのみ、センターは使用中の新しいアプリケーション シナリオを開発できる」ことであると、Wang Shouyan 氏は、実際、センター自体がこの分野の「輪を打ち破る」成果であると述べました。同センターは、中国科学院院士の王宜正氏を主任科学者とする学際的なチームを結集し、復旦大学の脳知能科学技術研究所に依存するだけでなく、中国科学院とも協力している。脳科学、トランスレーショナル脳科学研究所、ビッグデータ研究所、オプトエレクトロニクス研究所、情報理工学部、チップとシステム国家重点研究所、付属華山病院、付属病院が共同で建設しています。小児科病院、附属がん病院。

サークルを破ったからこそ、ここで数々の大きな独自の成果が生まれました。たとえば、復旦大学光電子研究所の若手研究者である宋恩明氏は、体内のインプラントの生体適合性を向上させ、埋め込まれた電子機器の理論上の寿命を最大数年から延長するために、熱成長二酸化ケイ素ナノカプセル化技術を開発しました。過去 60 年間、脳疾患のほとんどの治療サイクルをカバーしてきました。脳科学研究所の研究員 Zhang Jiayi と准研究員 Yan Biao およびその科学研究チームは、現在、独立した知的財産権を持つ人工網膜を開発しました。チームは復旦大学眼耳鼻咽喉科と協力しており、同病院は全盲患者の視覚機能を再建する臨床試験を実施している。

「調整」されることを拒否し、新しい問題についてブレインストーミングを行う

多くの人が興味を持っているのは、「神々の戦い」の中心で、学際的なチームがどのようにして科学の火花と衝突することができるのかということです。

この点に関して、Wang Shouyan 氏は、「人々をペアにする」ことはうまくいかないと笑いながら言いました。興味のある人々が問題に関して新しいアイデアをブレインストーミングできるように、共通の科学研究のニーズや関心に基づいて行動する必要があります。実際、この交差視野の強調は、王寿燕の個人的な学歴にも関係しています。彼は学部時代に生体医工学を学び、博士課程の期間に病院の心臓病クリニックでインターンとして 1 年間過ごし、博士研究員時代は神経調節分野の神経外科で過ごしました。学際的な研究により、彼の痛みの研究に新たな地平が開かれました。

宋恩明氏は学際的研究の恩恵を受けた一人です。同氏は記者団に対し、脳とコンピューターのインターフェースの研究には、埋め込み型デバイスに加えて、チップの統合、コードの解釈、大規模な脳のようなコンピューティングデータベースの確立、および多数の神経外科医の支援も必要であると語った。 「人間の脳の機能は未知の分野であり、探求すべき新たな方向性が数多くあります。ブレイン・コンピューター・インターフェースの研究はるつぼのようなもので、医学と工学の交差点が大きな流れとなっています。この国は学際的な科目も奨励しており、国内でも医学と工学の融合プロジェクトが増えており、イノベーションには異分野のアイデアの衝突が必要だ。」

同センターは、教授や研究者に「サークルから抜け出す」ことを奨励するだけでなく、初期段階の大学院生向けの奨学金を設立し、科学、工学、医学の共同講師グループを設立して学生が分野横断的なテーマの研究を指導できるようにしている。学部を超えた 2 人の学生がお互いの研究グループに行き、少なくとも 4 回のグループ会議に出席し、お互いの研究内容とニーズを真に理解するために協力して研究レポートを作成する必要があります。現在、10のトピックが立ち上げられています。

著者: ウー・ジンジャオ

文：呉錦暁 写真：復旦大学提供 編集者：Chu Shuting 編集者：Jiang Peng

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