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Resumen:Shanghai aún no ha formado una empresa líder a nivel nacional.

Cuando se trata de interfaces cerebro-computadora, puede parecer un poco ciencia ficción y fuera de su alcance. De hecho, en términos generales, el implante coclear es una aplicación de interfaz cerebro-computadora implantada que ha sido popular durante mucho tiempo. Convierte señales sonoras externas en estimulación eléctrica y está conectada directamente al sistema nervioso central, ingresando así información sonora externa en el cerebro de la persona sorda. . cerebro.

En enero de este año, Musk, un conocido empresario estadounidense, anunció en plataformas sociales que Neuralink, una empresa que fundó con varios científicos, había completado la implantación de dispositivos con chips en el cerebro humano.

Cabe señalar que este es sólo el primer caso de la compañía, y no el primer ensayo clínico invasivo de interfaz cerebro-computadora en humanos. Musk es conocido por su audacia en la innovación, y cada uno de sus movimientos en el campo de las interfaces cerebro-computadora siempre atrae la atención y es buscado. No hace mucho, anunció Neuralink y dijo que su próximo producto estaría dedicado a ayudar a las personas ciegas a recuperar la visión.

¿Se considera la tecnología de Neuralink tecnología de vanguardia? ¿Cuál es el estado actual de la interfaz cerebro-computadora de China? ¿Cuáles son las ventajas de desarrollar interfaces cerebro-computadora en Shanghai?Una entrevista exclusiva con un reportero de Jiefang Daily·Shangguan NewsWang Shouyan, subdirector del Instituto de Ciencia y Tecnología de Inteligencia Inspirada en el Cerebro de la Universidad de Fudan y director del Centro de Investigación de Regulación Neural e Interfaz Cerebro-Computadora.

[La empresa de Musk está en la tecnología de interfaz cerebro-computadora 1.0]

"Neuralink todavía se encuentra en la etapa de lectura cerebral de la tecnología de interfaz cerebro-computadora 1.0, que consiste en la recopilación y decodificación de señales EEG. Es una ruta de comercialización y no representa la tecnología más avanzada del mundo". cree que interfaz cerebro-computadora El camino del desarrollo científico y tecnológico no se puede comparar con el de Musk.

Desde la perspectiva del camino de desarrollo de la interfaz cerebro-computadora, 2.0 es "escribir en el cerebro", que transmite información externa al cerebro a través de estimulación eléctrica cerebral profunda, implantes cocleares, implantes de retina, estimulación eléctrica de la médula espinal, etc.; es "interacción de lectura y escritura" para lograr la interacción de información entre el cerebro y la máquina 4.0 es "fusión de cerebro-inteligencia", que realiza la interacción e integración de funciones cognitivas avanzadas entre humanos y máquinas inteligentes y el medio ambiente a través del desarrollo de funciones similares al cerebro; tecnología de inteligencia.

Desde que Jacques Vidal de la Universidad de California en Los Ángeles propuso por primera vez el concepto de "interfaz cerebro-computadora" en 1973, las dos rutas de "lectura cerebral" y "escritura cerebral" se han desarrollado en paralelo durante medio siglo. Durante mucho tiempo, la "lectura del cerebro" se ha enfrentado al dilema de tener pocas vías de aplicación práctica y suele utilizarse como tecnología auxiliar para la rehabilitación. Por el contrario, la "escritura cerebral" se centra en la neurorregulación y se ha utilizado ampliamente en la práctica clínica. Tomando a mi país como ejemplo, más de 130 hospitales realizan cirugía de estimulación cerebral profunda, con más de 10.000 personas implantadas cada año; los implantes cocleares han devuelto la audición a decenas de miles de niños en mi país; más de 1.000 hospitales realizan cirugía magnética transcraneal; servicios de tratamiento de estimulación, con más de 10.000 pacientes implantados cada año. Se estima de forma conservadora que el número de pacientes tratados por depresión supera los 10 millones.

La cuestión científica central de la interfaz cerebro-computadora es la interacción entre la información del cerebro y los dispositivos y el entorno externos. En los últimos años, la comunidad internacional ha integrado gradualmente la "lectura del cerebro" y la "escritura del cerebro" y ha logrado avances iniciales en los campos de la depresión, el dolor, la epilepsia y otros campos.

¿Cuáles son los objetivos futuros a largo plazo de las interfaces cerebro-computadora? "Conectar la conciencia humana y el mundo virtual digital", dijo Wang Shouyan, con el rápido desarrollo de la inteligencia artificial, los gemelos digitales y la inteligencia incorporada se han convertido gradualmente en una realidad, y surgirán vidas digitales con emociones, memoria y capacidad de toma de decisiones, y La integración del cerebro y la inteligencia será la integración de las personas y los entornos inteligentes. Su avance tecnológico radica en el desarrollo de la neurociencia cognitiva y la inteligencia similar al cerebro, y esto no se puede lograr confiando en la "lectura del cerebro" de Neuralink. "Ruta de desarrollo empresarial.

[Impulsado por la tecnología o impulsado por problemas]

"Nature Electronics" cree que 2023 es el primer año de la tecnología de interfaz cerebro-computadora y está a punto de marcar el comienzo de un período de explosión del mercado. Según los cálculos de McKinsey, se espera que el tamaño del mercado potencial mundial para aplicaciones médicas de interfaz cerebro-computadora alcance los 40 mil millones de dólares en 2030 y supere los 145 mil millones de dólares en 2040.

En el primer trimestre de 2023, hay más de 500 empresas representativas de interfaces cerebro-computadora en el mundo. Entre ellos, el upstream representa el 8%, incluidas las empresas que producen y venden dispositivos básicos como electrodos y chips; el midstream representa el 30%, incluidas las empresas que producen y venden herramientas de investigación médica y científica, software de análisis y equipos de recolección; el downstream representa el 62%, incluidas las empresas que ofrecen productos y soluciones en las industrias médica, industrial, educativa, de consumo y otras.

¿Cuál es el estatus internacional actual de la interfaz cerebro-computadora de China? "La interfaz cerebro-computadora de mi país comenzó antes y ha acumulado mucha experiencia, pero ha habido pocos avances disruptivos. En la actualidad, en la etapa 3.0 de 'interacción de lectura y escritura', mi país y los países extranjeros son básicamente paralelos, cada uno con sus propias características". Wang Shouyan dijo que los países extranjeros han avanzado en teoría y práctica clínica. Liderando en investigación, mi país tiene ventajas en investigación y desarrollo tecnológico. Por lo tanto, se debe guiar el desarrollo coordinado de "teoría-tecnología-aplicación clínica" y, al mismo tiempo, se deben implementar de manera proactiva tareas de inteligencia similares al cerebro en la etapa 4.0 de "fusión cerebro-inteligencia".

Actualmente existen dos caminos de desarrollo para las interfaces cerebro-computadora en el mundo. Uno es el camino oculto impulsado por problemas en la comunidad científica y tecnológica, que no es bien conocido por el público. Por ejemplo, el Instituto Federal Suizo de Tecnología ha permitido que pacientes con paraplejía espinal vuelvan a caminar, la Escuela de Medicina Mount Sinai de Estados Unidos ha utilizado la estimulación cerebral profunda de circuito cerrado para aumentar la eficacia de la depresión grave al 70%, la Universidad de Fudan ha desarrollado una retina artificial pasiva para devolver la vista a las personas ciegas, y la Universidad de Tsinghua ha sido pionera en la primera resonancia magnética del mundo compatible con la tecnología de marcapasos cerebrales para lograr imágenes en tiempo real de la regulación cerebral; el segundo es un camino explícito impulsado por avances tecnológicos, un comercial; camino de transformación representado por Musk.

Wang Shouyan cree que la tecnología impulsada por la tecnología a menudo genera avances de un solo punto, mientras que la tecnología impulsada por problemas genera integración cruzada. La transformación de una tecnología impulsada por problemas contribuirá a cambios disruptivos en las interfaces cerebro-computadora. El campo de la interfaz cerebro-computadora de mi país debe tener una ruta de desarrollo independiente. Si comparamos con Musk, podemos tomar un desvío y desperdiciar una gran cantidad de los recursos científicos, tecnológicos y sociales del país.

"Los países extranjeros han propuesto recientemente un camino de desarrollo para la integración de la interfaz cerebro-computadora y la neuromodulación. En 2022, publicamos el "Libro blanco sobre el progreso fronterizo en la neuromodulación de la interacción cerebro-computadora"", presentó Wang Shouyan.

[Shanghai tiene sus propias ventajas en la competencia global]

El "14º Plan Quinquenal" de mi país enumera claramente la interfaz cerebro-computadora como una categoría tecnológica clave que debe abordarse. "Esto ha promovido efectivamente la investigación científica básica y la investigación tecnológica clave y el desarrollo de interfaces cerebro-computadora, pero todavía tenemos una inversión insuficiente en la construcción ecológica", dijo Wang Shouyan.

En primer lugar, no hay suficiente inversión en la integración de la investigación científica y la industria. Hay pocos productos innovadores y una implementación de aplicaciones difícil; hay muchos avances tecnológicos únicos, poca cooperación interdisciplinaria y es difícil conectar la transformación tecnológica.

En segundo lugar, no hay suficiente reserva ni formación de talentos interdisciplinarios. La interfaz cerebro-computadora requiere que los investigadores y profesionales sean como "fuerzas especiales" y tengan un amplio conocimiento de las tecnologías de vanguardia y sus aplicaciones, como la medicina, las computadoras, la inteligencia artificial, la robótica, la ciencia de los materiales y la electrónica.

En tercer lugar, el ecosistema industria-universidad-investigación-aplicaciones aún no se ha establecido y las direcciones de investigación científica, el diseño industrial y las aplicaciones de transformación están dispersos.

En cuarto lugar, en términos de normas legales y éticas, la protección de la privacidad de los experimentos humanos y de los datos de información del cerebro humano enfrenta el problema de una falta de normas legales y estándares éticos poco claros.

En marzo de este año, Shanghai emitió el "Plan de implementación para acelerar la nueva industrialización" para ayudar a las empresas a tomar la iniciativa en avances en nuevos campos de transformación tecnológica como la biofabricación, la interfaz cerebro-computadora, Web3.0, metaverso, 6G, tecnología cuántica. información espacial y economía de baja altitud, cultivar el "punto de explosión nuclear" de la industria.

Actualmente hay más de 20 empresas de interfaz cerebro-computadora en Shanghai, alrededor del 60% de las cuales son incubadas por universidades e instituciones de investigación científica, y la mayoría de ellas son empresas de nueva creación establecidas después de 2015. Estas empresas son generalmente de pequeña escala, carecen de cooperación entre industrias con inteligencia artificial y fabricación inteligente, y aún no han formado empresas líderes a nivel nacional.

"Pero también debemos señalar que Shanghai tiene ventajas en la competencia global en la industria de la interfaz cerebro-computadora, como ricos elementos de innovación, diseño disciplinario completo y una base sólida para la cooperación internacional", dijo Wang Shouyan.

Shanghai ha lanzado recientemente una serie de iniciativas políticas, incluidas las "Varias opiniones sobre el apoyo al desarrollo innovador de toda la cadena de la industria biofarmacéutica". En su opinión, esto definitivamente acelerará la creación de un buen ecosistema de interfaz cerebro-computadora, reunirá intercambios multilaterales entre universidades e institutos de investigación científica, empresas e inversores, fortalecerá la vinculación y coordinación de múltiples departamentos gubernamentales y construirá Shanghai. en una comunidad internacional en el campo de la interfaz cerebro-computadora.