埃隆·馬斯克展示的腦機(jī)接口系統(tǒng)曾引發(fā)刷屏。如果不只讓腦機(jī)相連，而直接實(shí)現(xiàn)腦與腦的信息傳輸，又會(huì)怎樣?科技日?qǐng)?bào)記者24日從北京腦科學(xué)與類(lèi)腦研究中心了解到，該中心羅敏敏實(shí)驗(yàn)室利用光纖記錄和光遺傳學(xué)激活技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)光學(xué)腦—腦接口，在兩只小鼠間實(shí)現(xiàn)了高速率的運(yùn)動(dòng)信息傳遞，從原理上驗(yàn)證了腦—腦接口跨個(gè)體精確控制動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的可能性。研究結(jié)果發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)：生命科學(xué)》雜志上。
“近幾年有研究展示，可從一只動(dòng)物大腦皮層中提取電生理信息，解碼后通過(guò)電刺激或經(jīng)顱磁刺激技術(shù)刺激另一只動(dòng)物大腦皮層，從而提出腦—腦接口的概念。”該研究第一作者盧立輝介紹。
但此前腦—腦接口信息傳遞速率非常低——僅0.004—0.033比特/每秒，這是制約腦—腦接口發(fā)展的最主要瓶頸。主要技術(shù)障礙是傳統(tǒng)的腦—腦接口需要長(zhǎng)期腦電多通道記錄，技術(shù)難度大，腦電波記錄難以精確解碼等。
這項(xiàng)研究基于該實(shí)驗(yàn)室此前研究發(fā)現(xiàn)，腦干未定核神經(jīng)元活性可預(yù)測(cè)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)速度。研究人員利用了光纖記錄和光遺傳學(xué)技術(shù)，以及可精確預(yù)測(cè)和調(diào)控動(dòng)物運(yùn)動(dòng)速度的神經(jīng)環(huán)路。他們用光纖記錄系統(tǒng)從一只鼠的腦干未定核神經(jīng)元中提取運(yùn)動(dòng)信息，對(duì)神經(jīng)元活性信號(hào)解碼，再通過(guò)光遺傳學(xué)刺激傳遞給另一只鼠的腦干未定核神經(jīng)元。
“這個(gè)基于光學(xué)記錄和刺激的腦—腦接口實(shí)現(xiàn)了動(dòng)物的高度同步化運(yùn)動(dòng)，信息傳遞速率達(dá)到4.1比特/秒，比之前同類(lèi)研究高2—3個(gè)數(shù)量級(jí)。”盧立輝說(shuō)。
據(jù)介紹，這種新型腦—腦接口的優(yōu)點(diǎn)在于，可穩(wěn)定記錄有相似功能的特定細(xì)胞類(lèi)型的神經(jīng)元活性，信噪比高，相對(duì)容易操作，而且避開(kāi)多通道記錄的技術(shù)挑戰(zhàn)，降低了神經(jīng)信息解碼難度。(記者劉園園)
關(guān)鍵詞： 光學(xué)腦—腦接口
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