中國教育在線
8月3日下午，復旦大學(xue)神經調控與腦機(ji)接口研究中(zhong)心(以下簡(jian)稱“腦機(ji)中(zhong)心”)正(zheng)式揭(jie)牌。
歷經超半個世紀(ji)探索，伴隨一系列(lie)里程(cheng)碑(bei)式突破(po)，2023年被(bei)Nature Electronics譽為(wei)腦(nao)機(ji)接口技術(shu)的(de)“元年”。面對即將來臨(lin)(lin)的(de)腦(nao)機(ji)接口產業爆發期，復旦(dan)大(da)學在(zai)神經工(gong)程(cheng)、類(lei)腦(nao)智(zhi)能和臨(lin)(lin)床神經科學等(deng)交叉學科十余年研究(jiu)積累的(de)基礎上成立腦(nao)機(ji)中心，旨在(zai)加速從(cong)機(ji)制探究(jiu)、技術(shu)創新到臨(lin)(lin)床與產業轉化的(de)步伐。
順勢而生(sheng)，恰(qia)逢(feng)其時。立(li)足(zu)科(ke)技前沿，中心未來(lai)將致力于服務神經(jing)調控(kong)與(yu)腦(nao)機接(jie)口(kou)領域(yu)國家重大(da)交叉融合戰略需求，打造神經(jing)調控(kong)與(yu)腦(nao)機接(jie)口(kou)原(yuan)理探索、顛(dian)覆性技術突破(po)與(yu)醫療健康應用新(xin)(xin)質生(sheng)產(chan)力創新(xin)(xin)引擎。
聚焦應用、打通堵點，跨越科技創新的“死亡之谷”
讓(rang)(rang)(rang)聾人恢復(fu)聽覺，讓(rang)(rang)(rang)盲人重(zhong)見光明(ming)，讓(rang)(rang)(rang)癱瘓病人獨立行走，讓(rang)(rang)(rang)抑郁(yu)癥患(huan)者重(zhong)獲快(kuai)樂，讓(rang)(rang)(rang)殘疾(ji)患(huan)者通過想(xiang)象操控(kong)機器(qi)臂……從感知(zhi)修復(fu)到運(yun)動控(kong)制，腦機接(jie)口(kou)技術(shu)正讓(rang)(rang)(rang)人類曾經遙不可及的夢想(xiang)照進現實(shi)。
作為一(yi)種革命性人(ren)機交(jiao)互(hu)方式，腦(nao)機接口技術繞過傳統的(de)外周神經和肌(ji)肉，直接在人(ren)腦(nao)與外部世(shi)界(jie)之間(jian)架起(qi)了全新的(de)通信(xin)控制通道，為腦(nao)疾(ji)病(bing)治療、有效恢復人(ren)們因(yin)疾(ji)病(bing)或外傷(shang)喪失(shi)的(de)運動(dong)功能(neng)和交(jiao)流能(neng)力(li)提供可(ke)能(neng)，近年來(lai)廣泛應用于醫療、康復、護理等(deng)領域(yu)。
回溯領域(yu)發展過程，中心主(zhu)任、類(lei)腦智能科學與技(ji)術研究院副(fu)院長王守(shou)巖(yan)用“逆向”二字來概括：“腦機接口最早(zao)是從臨床發展起(qi)來的，比如(ru)醫生把電極植(zhi)入(ru)到腦疾病(bing)患者的大腦進(jin)行刺激治(zhi)療(liao)。但發展到現(xian)階段，大家發現(xian)前進(jin)力量不足(zu)，因為(wei)我們對于(yu)神經調控(kong)背(bei)后(hou)機制還不夠了解(jie)。”
站(zhan)在領(ling)域的(de)另一端，中(zhong)心副主任、腦科(ke)學轉化研(yan)(yan)究(jiu)院常務副院長(chang)舒友生則(ze)道出(chu)了許(xu)多(duo)科(ke)研(yan)(yan)工作(zuo)者(zhe)的(de)苦惱：“很多(duo)老(lao)師(shi)從事腦疾病(bing)的(de)基礎(chu)研(yan)(yan)究(jiu)工作(zuo)，往(wang)(wang)往(wang)(wang)專(zhuan)(zhuan)注(zhu)于自己的(de)專(zhuan)(zhuan)業領(ling)域，即便探索出(chu)疾病(bing)的(de)有效解決方案，也因缺乏其他學科(ke)的(de)技術(shu)支撐，難以實現產品落地。”
如何才能架(jia)起科技前沿與(yu)創新轉化的橋梁，跨越從實驗室到應用場的“死亡之谷(gu)”?
成立(li)之初，腦機中心就確立(li)三大(da)(da)方向：神經(jing)調(diao)控(kong)機制及理(li)論研(yan)究、腦機交互神經(jing)調(diao)控(kong)技術研(yan)發(fa)、神經(jing)調(diao)控(kong)臨床轉化(hua)(hua)研(yan)究，將基礎研(yan)究、技術攻關和轉化(hua)(hua)應用三大(da)(da)環節充分融合。
從領導團隊來看，中(zhong)心(xin)(xin)集聚領域(yu)頂尖(jian)人才力量。中(zhong)國(guo)科學(xue)院(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)士、復(fu)旦大學(xue)附屬華山醫院(yuan)(yuan)國(guo)家老年疾病臨床(chuang)醫學(xue)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)(xin)主任王(wang)以政教授任中(zhong)心(xin)(xin)首席科學(xue)家，中(zhong)國(guo)科學(xue)院(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)士蒲慕明(ming)(ming)、劉明(ming)(ming)、趙繼宗(zong)等十位專(zhuan)家組成(cheng)了(le)科學(xue)與(yu)技(ji)術專(zhuan)家指導委員會。
從參與(yu)單位(wei)來看，中心發揮復(fu)旦綜合性研究(jiu)型大(da)學(xue)和附屬醫(yi)院優勢，依托(tuo)類腦(nao)(nao)智能(neng)科(ke)學(xue)與(yu)技(ji)術(shu)研究(jiu)院，聯合腦(nao)(nao)科(ke)學(xue)轉化研究(jiu)院、腦(nao)(nao)科(ke)學(xue)研究(jiu)院、大(da)數據(ju)學(xue)院、集成芯(xin)片與(yu)系統全(quan)國重點(dian)實(shi)驗室(shi)、附屬華山醫(yi)院、附屬兒科(ke)醫(yi)院、附屬腫瘤醫(yi)院共8家單位(wei)共同建設。
從組織(zhi)架構來看，中(zhong)心力求打通從基礎研(yan)究到技術創新再(zai)到成果轉化的完整鏈路，設置科學(xue)與技術委(wei)員(yuan)會、產(chan)學(xue)研(yan)合作委(wei)員(yuan)會、腦機(ji)接(jie)口機(ji)制研(yan)究團隊、神經(jing)技術研(yan)究團隊、臨床轉化研(yan)究團隊等(deng)多(duo)部門。
由此可見，腦(nao)機中(zhong)心(xin)不僅既是對(dui)(dui)復(fu)旦腦(nao)科(ke)學相關資源(yuan)的系統整合，也是對(dui)(dui)多(duo)學科(ke)交叉、產(chan)學研(yan)融(rong)合的全(quan)新(xin)探索。有別于研(yan)究(jiu)院偏(pian)向基礎(chu)研(yan)究(jiu)的傳統思路，腦(nao)機中(zhong)心(xin)在臨(lin)床應用和(he)產(chan)業化方面(mian)展現(xian)出(chu)強勁(jing)動能。
多年布局、厚積薄發，引領腦機接口領域前沿發展
成立腦機(ji)中心，于(yu)復旦而言(yan)，并非另起爐灶、從(cong)零開始，而是深耕(geng)已久、水到渠成。
過去五(wu)年，復旦在腦(nao)機(ji)接(jie)口領(ling)域共(gong)承(cheng)攬了數十項國(guo)(guo)家科(ke)研項目，成為國(guo)(guo)內引領(ling)該領(ling)域前(qian)進的一支重(zhong)要力量；牽(qian)(qian)頭建(jian)設中國(guo)(guo)神(shen)經(jing)(jing)科(ke)學學會(hui)神(shen)經(jing)(jing)調(diao)控(kong)基礎與(yu)轉化(hua)分會(hui)、上海(hai)市神(shen)經(jing)(jing)科(ke)學學會(hui)神(shen)經(jing)(jing)調(diao)控(kong)分會(hui)，連續(xu)七年組織“神(shen)經(jing)(jing)科(ke)技創新論壇(tan)”；兩(liang)次(ci)牽(qian)(qian)頭承(cheng)擔中國(guo)(guo)科(ke)協十大代表調(diao)研課題，發布《腦(nao)機(ji)交互(hu)神(shen)經(jing)(jing)調(diao)控(kong)前(qian)沿進展白皮書》；參與(yu)三項工信部(bu)“腦(nao)機(ji)接(jie)口揭(jie)榜(bang)掛帥”項目……
今(jin)年3月，腦機中心即(ji)將(jiang)成立的消息一出，就得(de)到(dao)許多老師響應。他們當(dang)中不僅有腦科(ke)(ke)學(xue)專家，更有來自數據(ju)科(ke)(ke)學(xue)、信息科(ke)(ke)學(xue)、交互芯片、系統集成、臨(lin)床醫學(xue)等各學(xue)科(ke)(ke)方向的人才。
“中(zhong)心為復旦不同學科的(de)(de)老(lao)師提(ti)供了一(yi)個很好的(de)(de)平臺，組(zu)織承擔腦(nao)機接口項(xiang)目，讓我們(men)能夠更好地開展學術交流和跨界(jie)合作。”中(zhong)心副主任、腦(nao)科學研究(jiu)(jiu)院研究(jiu)(jiu)員、腦(nao)功能與(yu)腦(nao)疾(ji)病(bing)全國重點(dian)實驗室副主任張嘉漪說。
近(jin)年來，在(zai)人工智(zhi)能、醫療健康、數字經濟等(deng)眾多產業領(ling)域，腦(nao)機(ji)(ji)接口(kou)技術(shu)展現出顛覆性潛力，腦(nao)機(ji)(ji)接口(kou)技術(shu)也(ye)被(bei)納入(ru)國家“十四五”規劃的重點(dian)攻關領(ling)域、工信部未來產業聚焦領(ling)域，成為國家級重大科研戰略(lve)任務(wu)。
復旦(dan)投入4億元建設國際一流腦機交互(hu)與腦智融合研(yan)究平臺(tai)
作為全國唯一(yi)一(yi)所在(zai)材料、芯片、腦科學(xue)(xue)等(deng)(deng)多個關鍵(jian)領域建有全國重(zhong)點實驗室和(he)(he)國家臨(lin)床醫學(xue)(xue)中(zhong)心(xin)的(de)高校，復旦大學(xue)(xue)在(zai)腦機(ji)接(jie)口的(de)基(ji)礎研究、智能技術和(he)(he)臨(lin)床應用等(deng)(deng)各(ge)個環(huan)節，都(dou)具有得天獨厚的(de)基(ji)礎和(he)(he)優勢。
通(tong)過精(jing)心(xin)布局，復旦(dan)以(yi)醫療健康為核心(xin)方向，打(da)造一(yi)流(liu)跨學科(ke)研(yan)究平(ping)臺，匯聚多學科(ke)背景的前沿(yan)研(yan)究團隊，承擔起“腦(nao)科(ke)學與(yu)類腦(nao)研(yan)究”、“腦(nao)與(yu)類腦(nao)智能基礎轉化(hua)與(yu)應用研(yan)究”等重大科(ke)研(yan)項目，取得(de)一(yi)系列亮眼成果——
張嘉漪團隊(dui)研發人工視網膜實(shi)現全(quan)盲患者復明
Valerie Voon教(jiao)授(shou)聚(ju)焦精神(shen)(shen)(shen)疾病的(de)神(shen)(shen)(shen)經調控，實(shi)現抑郁癥(zheng)從調控機制、腦機交互理(li)論到臨床驗(yan)證的(de)交叉研(yan)(yan)究路徑；張嘉漪團(tuan)隊專(zhuan)注研(yan)(yan)究納米(mi)線(xian)人工(gong)光感受器修復(fu)視覺功能機制，研(yan)(yan)發人工(gong)視網(wang)膜實(shi)現全(quan)盲患者復(fu)明；魏大程團(tuan)隊實(shi)現集成有2700萬個(ge)有機晶體管的(de)仿生(sheng)(sheng)視網(wang)膜；孫雪(xue)梅團(tuan)隊研(yan)(yan)發基于纖維陣列的(de)柔性多功能電極，實(shi)現分子、神(shen)(shen)(shen)經遞(di)質和神(shen)(shen)(shen)經生(sheng)(sheng)理(li)信(xin)息(xi)多模(mo)態信(xin)息(xi)獲取；集成芯片與系統(tong)全(quan)國重點實(shi)驗(yan)室為微型(xing)化、智能化神(shen)(shen)(shen)經感知芯片、腦機交互芯片、類腦計(ji)算芯片等積累了豐富技(ji)術儲備……
與此同時，復旦腦(nao)機接口領(ling)域成果轉化(hua)持續加(jia)速——
許凱亮團隊(dui)研發超快(kuai)超分辨經顱腦功能超聲已(yi)實現成果轉化
許凱亮(liang)研究員(yuan)突破超聲(sheng)成像極限(xian)，打造的超高速、超分辨率超聲(sheng)成像腦機接口(kou)系統實現成果轉化(hua)，助力(li)科研與(yu)臨床(chuang)(chuang)診療(liao)；加(jia)福民博士聚(ju)焦(jiao)腦脊接口(kou)刺(ci)激(ji)器(qi)，完成植(zhi)入式神經(jing)刺(ci)激(ji)器(qi)臨床(chuang)(chuang)前試(shi)驗(yan)；王(wang)守巖團隊研發多項經(jing)顱、迷走、外周無創神經(jing)調控設(she)備已經(jing)進入臨床(chuang)(chuang)……
在王守巖(yan)看來，腦(nao)機接口領域的(de)科學發展路徑(jing)將經(jing)歷(li)四(si)個階段(duan)(duan)——從“讀腦(nao)”(運(yun)動、言語、記憶與(yu)意識解碼)，到(dao)當前發展如(ru)火如(ru)荼的(de)“寫(xie)腦(nao)”(神經(jing)功(gong)能調控與(yu)重建)和(he)“讀寫(xie)交互”(大腦(nao)編程)，最終達(da)到(dao)“腦(nao)智融(rong)合”(類腦(nao)智能與(yu)數字生命)，“縱觀復旦(dan)現在所(suo)做的(de)工作，已經(jing)全面(mian)覆蓋了后面(mian)三(san)個階段(duan)(duan)”。
靈活交叉、虛體實做，打造神經調控領域研究高地
一場(chang)神經(jing)調控與腦機接口沙龍，讓來自(zi)附(fu)屬腫(zhong)瘤醫(yi)(yi)院(yuan)和(he)兒科醫(yi)(yi)院(yuan)的專(zhuan)家(jia)、類腦智能科學與技(ji)術(shu)研究(jiu)院(yuan)的研究(jiu)員、腦機接口領域的投(tou)資人和(he)企(qi)業家(jia)坐到一起。自(zi)由探討，你(ni)來我往，靈感(gan)火花(hua)在此(ci)碰撞升(sheng)華……
未來，這樣(yang)的場景將(jiang)會成為常態(tai)。
舒友生(sheng)認為，腦機中心是(shi)虛體(ti)科研組織，卻(que)具備靈活性優(you)勢(shi)，能夠有效(xiao)打(da)破院(yuan)系壁(bi)壘(lei)，將散落于各院(yuan)系、單(dan)位的科研力量有機融(rong)合(he)，集中力量攻克關鍵問題。
為更(geng)好幫助大家(jia)開展(zhan)合(he)作，中(zhong)心(xin)專門做了一本PI手冊發放(fang)給每(mei)個成員，其中(zhong)匯(hui)集每(mei)位老(lao)師的“學(xue)(xue)術(shu)簡歷”——包(bao)括研究(jiu)方向、學(xue)(xue)術(shu)興趣、承擔課題、近五年發表論文等等。
“我們的(de)根本(ben)邏(luo)輯在于(yu)如何幫助大家解決問題，而不是要求大家去做什么。”王守巖說，“虛(xu)體實做、人虛(xu)事實”將是中心(xin)的(de)定位和方向。
從長遠(yuan)來看，腦機(ji)中心(xin)不(bu)僅將成為(wei)復旦(dan)重要的跨學(xue)科交叉平臺(tai)，也致(zhi)力于為(wei)上海(hai)乃至全國(guo)的腦機(ji)接(jie)口(kou)(kou)領域貢獻力量(liang)，努力成為(wei)國(guo)際領先(xian)的神經調控與腦機(ji)接(jie)口(kou)(kou)領域研究高地。
朝著(zhu)這一目標，腦機中心(xin)將在三個關鍵維度上發(fa)力。
一是科研突破(po)。目前，中心確(que)立神(shen)經損(sun)傷、難治性腦(nao)疾病治療(liao)這兩大主(zhu)攻的(de)研究方向(xiang)，通過組(zu)織申請重(zhong)點研發(fa)(fa)計(ji)劃等重(zhong)大項(xiang)目，牽(qian)引(yin)各團隊(dui)開展攻關；同時(shi)組(zu)織焦點議題(ti)研討(tao)，支持各團隊(dui)自由(you)探索與(yu)(yu)融合，整(zheng)合已有軟(ruan)硬件科研設施資(zi)源以提供支持。更為(wei)重(zhong)要的(de)，中心將集聚國(guo)內科研力量，做好神(shen)經調控與(yu)(yu)腦(nao)機(ji)接(jie)口領域“智庫(ku)”角色，積極參與(yu)(yu)政(zheng)策(ce)咨(zi)詢(xun)、牽(qian)頭(tou)撰寫項(xiang)目指(zhi)南、發(fa)(fa)表領域白(bai)皮書、承擔中國(guo)科協與(yu)(yu)國(guo)家(jia)智庫(ku)等政(zheng)策(ce)課題(ti)，為(wei)我國(guo)腦(nao)機(ji)接(jie)口領域的(de)未來發(fa)(fa)展出謀劃策(ce)。
二是加速(su)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)。中(zhong)心正積極(ji)推動搭建腦(nao)機接(jie)口(kou)創新轉(zhuan)(zhuan)化(hua)平臺(tai)，組建臨床轉(zhuan)(zhuan)化(hua)研(yan)(yan)(yan)究團(tuan)隊，為(wei)科研(yan)(yan)(yan)技(ji)術向新質生產力的(de)轉(zhuan)(zhuan)變賦(fu)能(neng)(neng)，打(da)造(zao)神經調(diao)控與(yu)腦(nao)機接(jie)口(kou)前(qian)沿(yan)科技(ji)集群化(hua)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)路徑。具(ju)體(ti)而言，將構建研(yan)(yan)(yan)發流(liu)程審評(ping)賦(fu)能(neng)(neng)、注冊前(qian)置服務(wu)賦(fu)能(neng)(neng)、技(ji)術集成復(fu)用賦(fu)能(neng)(neng)、人才團(tuan)隊賦(fu)能(neng)(neng)、科技(ji)金融賦(fu)能(neng)(neng)五大賦(fu)能(neng)(neng)體(ti)系，通過前(qian)沿(yan)技(ji)術跟(gen)蹤與(yu)評(ping)估和創新項目孵(fu)育與(yu)賦(fu)能(neng)(neng)，實(shi)現發現與(yu)培(pei)育世(shi)界(jie)一流(liu)的(de)神經科技(ji)創新企業的(de)目標(biao)。
三是人(ren)才(cai)培(pei)養。中(zhong)心(xin)提倡在日常教學(xue)(xue)科研(yan)(yan)中(zhong)開展跨(kua)學(xue)(xue)科交(jiao)流，為(wei)腦(nao)機接口領域(yu)培(pei)育醫理工交(jiao)叉(cha)學(xue)(xue)術新人(ren)。為(wei)此，中(zhong)心(xin)“從(cong)娃娃抓(zhua)起”，設立“醫工交(jiao)叉(cha)探(tan)索(suo)”專(zhuan)項獎學(xue)(xue)金(jin)，鼓勵不同院系、專(zhuan)業的學(xue)(xue)生(sheng)兩兩配對形成小(xiao)組(zu)(zu)，共同完(wan)(wan)成研(yan)(yan)究課題。第一期中(zhong)，中(zhong)心(xin)已對10組(zu)(zu)學(xue)(xue)生(sheng)完(wan)(wan)成資助，未來還將通過校友捐(juan)贈(zeng)進(jin)一步(bu)擴大獎學(xue)(xue)金(jin)規模。
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