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中国科学院自动化研究所自主研发的柔性微电极植入机器人CyberSense成功通过预验收,具有多项自主知识产权,能以微米级精度植入大脑皮层,为脑机接口与脑科学研究提供关键支撑,引领科技新前沿。

一种比头发丝更细更软、能灵活避开血管的柔性微电极,近日通过“缝纫机”式柔性电极自动植入机器人,被成功植入实验动物的大脑皮层,这一创新成果将为脑机接口与脑科学研究提供关键支撑,引领科技新前沿。

今日,中国科学院自动化研究所宣布,该所脑图谱与类脑智能实验室自主研发的柔性微电极植入机器人产品——CyberSense,已通过深圳市“脑解析与脑模拟”重大科技基础设施预验收。这一成果标志着我国在脑机接口技术领域取得了重要突破。

CyberSense作为“缝纫机”式柔性电极自动植入机器人,拥有多项自主知识产权,可兼容不同规格的柔性微电极,广泛应用于啮齿类、非人灵长类等动物的大脑皮层植入。其智能感知系统引导下,能以微米级的三维操作精度,将多根厚度不到10微米、宽度不超过100微米的微丝状电极精准植入大脑皮层,同时灵活避让脑血管。

由于植入过程类似于缝纫机的工作原理,CyberSense被国内外学者形象地称为“缝纫机”式植入机器人。这一创新设计大大提高了植入效率和精度。

图中展示了动物大脑皮层多电极植入效果,进一步验证了CyberSense的卓越性能。

植入后的柔性微电极能够将大脑的神经电信号传导至微型芯片,由芯片对信号进行处理和通信,从而解析大脑执行的信息处理过程,并控制外部设备。同时,还可通过微电流刺激电极触点附近的神经细胞,对脑活动进行精准调控。

目前,CyberSense已成功支持中国科学院半导体研究所和微灵脑机等机构研制的多种规格柔性微电极植入,为脑机接口和神经电生理研究提供了有力支持。

图中展示了两种已应用的柔性脑皮层微丝电极示例,展示了CyberSense在实际应用中的广泛前景。

脑与类脑实验室主任余山研究员指出,随着技术进步,植入式电极越来越微小和柔软,大大降低了植入创伤和排异反应。然而,植入难度也随之增大,远超人手和肉眼的能力极限。因此,高度自动化的植入机器人成为了脑机接口领域的核心设备。

植入式脑机接口技术将为残障人士带来高性能的意念控制、语音合成、视觉重建等技术福利,同时也有助于科学家利用高通量信号深入研究大脑的工作原理。通过植入多根柔性微电极,可以覆盖更多神经元,提高神经信号的丰富性和准确性。

CyberSense项目负责人秦方博副研究员介绍,该机器人具有自动化程度高、可植入数量多、空间定位准、时间效率高、使用方便快捷、灵活避让血管等优势,有效提高了手术成功率和植入效果。

未来,研发团队将继续致力于柔性电极植入机器人系列产品的开发,推动脑机接口技术的进一步发展。

(文章来源:上观新闻)