中國科學家正在研發(fā)一種穿戴式頭盔，希望通過監(jiān)測、調控腦電波，并結合人工智能算法，實現可反饋調控的人腦功能輔助增強技術。
近日在深圳舉行的第一屆“率先杯”未來技術創(chuàng)新大賽上，中國科學院深圳先進技術研究院副研究員蔚鵬飛團隊所進行的這一研究位列30個優(yōu)勝項目之一。
據蔚鵬飛介紹，這一名為“超腦增強系統(tǒng)”的穿戴式腦功能調控頭盔是基于近年來出現的無創(chuàng)式腦刺激調控技術，其原理是：通過柔性電極傳感器，識別腦電波在大腦執(zhí)行不同任務時的變化，再通過電極組合釋放微弱的電流脈沖刺激，可以到達大腦的特定區(qū)域，改變腦電波的活動，調控大腦神經元細胞的活躍狀態(tài)。
蔚鵬飛說，這項技術未來有望應用于特種人員的技能訓練和學習記憶能力的快速提升，高壓力環(huán)境所致的焦慮緊張情緒的干預和緩解等。在醫(yī)療領域，這項技術有望對兒童多動癥、抑郁癥、老年癡呆、失語癥、帕金森病等功能異常、肢體運動障礙、認知障礙進行干預。
“因為腦組織非常復雜，這項技術要先對大腦進行計算機仿真建模，然后確定要刺激的目標區(qū)域和參數，再用電極對相關的區(qū)域進行電流刺激，從而達到干預和調控的效果。”蔚鵬飛說，這種頭盔還利用人工智能算法實時讀取大腦活動狀態(tài)，匹配、推薦刺激參數，以實現精準的個性化調控。
“通過實驗研究，我們解析出了與注意認知、情緒調控、焦慮、毒癮發(fā)作、壓力及癲癇等腦功能障礙相關的特定腦區(qū)，希望未來能夠對這些特定腦區(qū)實施有效的干預。”蔚鵬飛說。
此外，研究團隊開發(fā)了多種交互式腦力訓練檢測任務，用于人的認知能力測試及認知障礙篩查。
例如，在一項訓練檢測中，參與測試的人員戴上頭盔，每次約15分鐘，然后快速記憶一串數字、英文字母或單詞。隨后的測試發(fā)現，兩個小時之內測試者完成檢測的平均正確率獲得一定提升。
蔚鵬飛團隊研制的穿戴式腦功能調控頭盔(受訪者提供)
蔚鵬飛坦言，目前的數據只是部分人群測試的結果，頭盔在大規(guī)模推向市場前，還需要針對不同年齡、組別的人群做更多大量雙盲實驗，積累足夠多讓人信服的數據。
目前，研究團隊已經實現了第一代穿戴式頭盔原型機的研制，可以實施對皮層腦電波的反饋調控。第二代設備正在研制中，希望實現更深腦區(qū)的無創(chuàng)刺激。
他們還將與一些醫(yī)院開展合作，針對自閉癥、精神分裂癥、兒童多動癥等患者開展臨床測試。
探索和揭示人腦功能奧秘一直是科學界的夢想。進入21世紀以來，美歐等國家和地區(qū)先后啟動了腦科學計劃。中國也在開展自己的腦研究計劃。與此同時，以借鑒腦工作原理服務于人工智能等為目標的類腦研究也在積極布局。
“我們也希望為推進腦科學的進步貢獻一份力量。”蔚鵬飛說。(記者 喻菲 陳宇軒)
