脑机接口新突破:柔性芯片引领大脑与AI高速无线互联新纪元

天天炫技 20251222

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脑机接口新突破:柔性芯片引领大脑与AI高速无线互联新纪元

由美国哥伦比亚大学、斯坦福大学及宾夕法尼亚大学组成的联合研究团队近日宣布,开发出一种全新的脑机接口技术——“皮层生物界面系统”(BISC),标志着神经接口领域的重大突破。该成果已发表于权威期刊《自然电子学》,为神经系统疾病的治疗带来了全新的可能。

柔性芯片设计,实现微创植入

BISC的最大亮点在于其超薄、柔性的物理结构。整个系统被高度集成在一块仅50微米厚、体积约为3立方毫米的硅芯片上,厚度与普通纸张相当。

相较于传统需开颅植入、占用较大脑部空间的“电子罐”式设备,BISC的柔性结构可通过微小切口,滑入硬膜下腔并贴合大脑表面。这种设计不仅显著降低手术创伤和排异反应的风险,同时依托成熟的半导体制造工艺,为未来的量产与功能拓展提供了坚实基础。

性能跃升:数据传输速度远超现有水平

在性能方面,BISC同样表现出色。芯片集成了高达65,536个微电极,可实现高精度的神经信号采集。其配备的100 MB/s超宽带无线通信链路,将数据传输能力提升至现有无线接口的百倍以上。

这一能力使得大脑的神经活动能够以接近视频流的质量被实时传输至外部计算设备,为实现大脑与人工智能的高速互联提供了技术支持。

广泛应用:为多种神经疾病患者带来新希望

凭借其高带宽、微创植入等优势,BISC在神经科学和临床医学领域展现出巨大潜力。研究团队已在运动和视觉皮层进行了广泛的动物实验,证实其具备出色的信号采集稳定性与长期可靠性。

未来,借助AI技术对神经信号的高效解码,BISC有望在多个方面实现重大应用:

  • 助力瘫痪患者:通过读取神经意图,实现对外部设备或肢体的精准控制。
  • 辅助失语症患者:将语言意图转化为语音或文字,实现“意念交流”。
  • 重建失明患者的视觉感知:通过视觉皮层电刺激,恢复部分视觉功能。

未来愿景:开启人机交互新纪元

研究团队指出,BISC的高分辨率特性将对多种神经系统疾病的干预方式产生深远影响。该系统可将大脑皮层变为一个双向的信息通道,不仅实现对外部信息的读取,还能向大脑写入指令,实现与AI和外部世界的深度交互。

目前,相关团队正积极推进BISC的商业化版本开发,以加速其在临床应用中的落地。这一突破不仅推动了脑机接口从外部装置向生物集成界面的转型,更将大脑与AI之间的“带宽”提升至前所未有的水平,为曾被视为不可逆的神经损伤提供了系统性恢复的可能性。一场关于医疗与人机融合的技术革命,正悄然拉开帷幕。

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