中國·濟南

山東產業技術研究院智能計算研究院

2022

智研簡報

智/能/計/算? ? ? 計/算/未/來

“智味韻月，研路有你”智研院工會

組織中秋佳節聯歡活動

創新園辦公區裝修最新劇透來啦！

9 / 30

高文院士：AI將為芯片設計帶來革命性改變

AI可精準預測癌癥預后，有望應用于臨床試驗?

CONTENTS

目錄

01

《山東省科技企業孵化載體管理辦法》政策解讀

AI可精準預測癌癥預后，有望應用于臨床試驗?

“智味韻月，研路有你”智研院工會組織中秋佳節聯歡活動

04

05

02

告別捅嗓子？AI通過聲音檢測新冠，準確率已達到89%

“智味韻月，研路有你”智研院工會組織中秋佳節聯歡活動

? ? ? ?又是一年中秋至。在中秋佳節臨近之日，為營造健康積極的工作環境，提升員工的精神文化品位，加強團隊凝聚力。9月9日，山東產業技術研究院智能計算研究院工會組織了以“智味韻月，研路有你”為主題的中秋佳節聯歡活動，全體職工參加了此次活動。

智研快訊

? ? ? ?活動伊始，智研院院長陳益強發表了講話。陳院長首先向全體職工對智研院的付出表示感謝，陳院長表示，智研院的每一位同事要樹立對智研院的主人翁意識，大家要在智研院這個平臺相互學習、共同進步，一起為智研院的發展做出自己的貢獻。

? ? ? ?

06

高文院士：AI將為芯片設計帶來革命性改變

03

注重功能升級設計，創造舒心辦公環境，創新園辦公區裝修最新劇透來啦！

07

腦機接口照進現實：5位腦科學家帶來的最新啟示

? ? ? 隨即“我們的節日·中秋”攝影比賽評選開始，本次比賽共征集參賽作品15幅，作品內容涵蓋了富有中秋特色的生活、自然風光等方方面面，充分展現出智研院員工熱愛生活、熱愛工作的精神風貌。智研院全體職工參與了投票，共評選出一等獎1名，二等獎2名，三等獎4名，參與獎若干名。工會主席楊建為各位獲獎者進行了頒獎。隨后獲獎者為大家分切月餅，全體職工共享團圓月餅，歡度佳節。

? ? ? 此次中秋聯歡活動，不僅豐富職工文化生活，促進攝影愛好者之間的才藝交流，更增強了同事們之間的情感交流，營造了濃厚的節日氛圍。

? ? ? ?智研院創新園辦公區建筑面積4320平方米，使用面積3800平方米，目前已完成消防建設、水、電、暖通、新風等隱蔽工程的安裝改建，墻面、吊頂、軟硬包、燈具等面層工程的安裝，辦公家具也已經采購到位等。

智研快訊

注重功能升級設計

創造舒心辦公環境

創新園辦公區裝修最新劇透來啦！

? ? ? ? ?秋意濃

人間天上? 佳期勝賞

今夜中秋? 芳尊美酒

年年歲歲? 月滿高樓

? ? ?偷了個月亮

月色很美，風也安逸 問：偷月亮會犯法嗎

月到中秋偏皎潔?

偏皎潔，知他多少，陰晴圓缺

現場圖片

? ?一等獎、二等獎獲獎作品

? ? ? ?智研院創新園辦公區以“注重功能升級設計 創造舒心辦公環境”為設計理念，在裝修的過程中不斷改進升級，通過調整管線分布，提高完成面標高15公分；通過改用中性光源，減輕視覺疲勞；通過加大房間進深，增強功能性和實用性；通過調整展廳動線，使參觀路線更合理更流暢；通過增設貴賓接待廳、茶水間、健身房等，使功能區域更多元更完善。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? 接下來，在完成地面工程、玻璃隔斷、門窗以及辦公家具的安裝后，即可入駐，我們一起期待吧……

政策導讀

“

”

? ? ? ?不知道大家對做核酸怎么看，是不是喉嚨已經起繭了。

? ? ? ?不過為了防疫大局，也為了知道自己的健康狀況，通過核酸確認自己沒有感染新冠又在所難免。

? ? ? ?等等……有沒有其他方法可以檢測自己有沒有中招呢？

? ? ? ?最好還是不用出門的那種。

? ? ? ?你別說，這樣的技術還真有可能出現。

? ? ? ?9月8日，在西班牙巴塞羅那舉行的歐洲呼吸學會國際大會(European Respiratory? ? ? Society International Congress)上發表的一項研究表明，一款手機應用程序借助人工智能，可以通過你的聲音判斷是否感染了新冠肺炎。

? ? ? ?目前，這一模型的準確率已經達到89%。

? ? ? ?這是不是意味著，將來在家上傳自己的聲音，就可以代替做核酸了？想想都覺得美妙……

POLICY INTERPRETATION

? ? ? ?一、修訂背景

? ? ? ?為貫徹《國務院關于推動創新創業高質量發展打造“雙創”升級版的意見》和省新舊動能轉換重大工程部署，加快我省科技企業孵化體系建設，結合科技部關于科技企業孵化器和眾創空間工作部署，2019年，省科技廳制定了《山東省科技企業孵化器和眾創空間管理辦法》（魯科字〔2019〕70號），在推進全省雙創高質量發展中發揮了重要作用，我省孵化載體建設取得積極進展。目前，該政策已到期，為發揮好該政策在促進雙創和科技型企業培育中的作用，進一步推動我省孵化載體高質量發展，省科技廳修訂印發了《山東省科技企業孵化載體管理辦法》（魯科字〔2022〕107號）（以下簡稱《管理辦法》）。

? ? ? ?二、主要內容

? ? ? ?《管理辦法》共八章十八條。

? ? ? ?第一章為總則。明確了管理辦法制定依據和科技企業孵化載體的概念以及省科技廳和各市科技局在孵化載體管理服務工作中的職責分工。

? ? ? ?第二章為功能定位。針對眾創空間、科技企業孵化器、科技企業加速器等孵化機構所處的不同發展階段和特點，明確了眾創空間、科技企業孵化器、科技企業加速器各自具體的功能定位。

? ? ? ?第三章至第五章為認定（備案）條件。明確了省級眾創空間、省級科技企業孵化器、省級科技企業加速器在運營機構、場地面積、專業化服務團隊、投融資情況、知識產權、在孵企業數量、畢業企業數量等方面認定或備案的量化指標。

? ? ? ?第六章為認定（備案）程序。明確了山東省省級孵化載體備案或認定工作由省科技廳負責組織開展，申報單位通過省科技云平臺管理系統進行申報，市科技局對申報材料的真實性和合規性審核把關后進行推薦，省科技廳組織專家或委托專業機構對孵化載體進行評審，符合條件的按照程序予以認定或備案。

? ? ? ?第七章為運行與管理。提出孵化載體應加強和完善服務保障能力，強化服務體系建設，營造創新創業生態；鼓勵孵化載體開展孵化鏈條建設和積極探索孵化模式創新；明確了對孵化載體實施年度績效評價制度，強化日常監督管理。

? ? ? ?第八章為附則。明確了《管理辦法》解釋權和有效期。

技術前沿

ADVABCED TECHNONLGY

? ? ? ?通過聲音分辨你是否是陽性，效果優于快速抗原檢測。

? ? ? ?新冠肺炎會影響上呼吸道和聲帶，導致人的聲音發生變化。

? ? ? ?在這基礎上，馬斯特里赫特大學數據科學研究所(Institute of Data Science)的Wafaa Aljbawi女士和她的上司，馬斯特里赫特大學醫學中心的肺病專家Sami Simon 博士，以及同樣來自數據科學研究所的Visara Urovi博士，決定研究是否有可能使用人工智能來分析聲音以檢測新冠陽性。

? ? ? ?他們使用了劍橋大學的COVID-19聲音應用程序的數據，該應用程序包含4352名健康和非健康參與者的893個音頻樣本，其中308人的新冠檢測呈陽性。

? ? ? ?該應用程序安裝在用戶的手機上，參與者報告一些人口統計、病史和吸煙狀況等基本信息，然后被要求記錄一些呼吸聲音，包括咳嗽三次，用嘴深呼吸三到五次，在屏幕上讀短句子三次。

? ? ? ?研究人員使用了一種名為“梅爾譜圖分析（Mel-spectrogram）”的語音分析技術，該技術可以識別不同的語音特征，如響度、頻率和隨時間的變化。

? ? ? ?“通過這種方式，我們可以分解參與者聲音的許多屬性，”Aljbawi女士說。“為了區分新冠病毒陽性患者和陰性正常人群的聲音，我們建立了不同的人工智能模型，并評估哪一種模型最適合分類這些病例。”

? ? ? ?他們發現LSTM模型優于其他模型。LSTM基于神經網絡，它模擬人腦的運作方式，并識別數據中的潛在關系。它擅長時序分析，這使得它適合對隨著時間的推移收集的信號進行建模，比如聲音。

? ? ? ?“這些結果顯示，與橫向流動試驗等最先進的檢測方法相比，診斷新冠病毒疾病的準確性有了顯著提高，”Aljbawi表示，“側流檢測法(快速抗原檢測)的準確率僅為56%，但特異性更高，達99.5%。這一點很重要，因為它意味著快速抗原檢測將感染者錯誤地分類為陰性的情況比我們的測試更為常見。換句話說，使用AI LSTM模型，我們可能會漏掉11/100的病例，這些病例會繼續傳播感染，而快速抗原檢測將會漏掉44/100的病例。”

? ? ? ?該做核酸還是得做核酸。

? ? ? ?核酸病毒檢測是對采集的病毒核酸進行直接檢測，具有特異性強、靈敏度高的特點，是新型冠狀病毒檢測的主要方法。

? ? ? ?快速抗原檢測相對來說要簡單一些，可以自己完成，主要通過檢測病毒的抗原來進行分辨，可以作為新型冠狀病毒診斷的主要依據之一，但是準確率相對來說低一些。

? ? ? ?許多國家目前都以發放快速抗原自測包為主，抗原檢測呈陽性的才會要求做進一步檢測。

? ? ? ?當然，因為這種自測包相對來說操作難度還是有的，所以準確率不太高，因此如果能夠通過聲音來判斷是陽性，那既可以節省資源，又能夠獲得相對準確的結果，確實是一件好事。

? ? ? ?所以說，盡管在假陽性方面，AI表現比較差，會有17%的人被誤診為陽性，但是可以把它作為初篩手段，讓聲音檢測呈陽性的，再去進行下一步檢測。

? ? ? ?研究人員說，他們的結果還需要大量的數據來驗證，自該項目開始以來，從36116名參與者收集了53449個音頻樣本，可用于改進和驗證模型的準確性。他們正在進行進一步分析，以了解語音中的哪些參數會影響人工智能模型。

? ? ? ?當前，雖然預測癌癥患者的預后需要考慮許多因素，比如患者病史、基因和疾病病理學，但臨床醫生仍在努力整合這些信息以做出對患者護理的決策。 來自麻總百瀚-百瀚和婦女醫院 Mahmood 實驗室的一項新研究揭示了一個概念驗證模型， 該模型使用人工智能（AI）將不同來源的多種類型數據組合起來，預測 14 種不同類型癌癥的患者預后。 研究成果發表在 Cancer Cell 期刊上。

? ? ? ?專家依賴于幾種數據來源，如基因組測序、病理學和患者病史，來診斷和預測不同類型的癌癥。雖然現有技術能使他們進行預測，但手動整合來自不同來源的數據是很具有挑戰性的，因此專家經常發現自己其實在進行主觀評估。

? ? ? ?麻總百瀚-百瀚和婦女醫院計算病理學系助理教授，麻省理工大學和哈佛大學的 Broad 研究所癌癥項目助理研究員 Faisal Mahmood 博士表示：“專家分析了許多證據來預測患者的表現。這些早期檢查成為決定是否參與臨床試驗或具體治療方案的基礎，但這也意味著這種多模式預測發生在專家層面，我們正在嘗試通過計算解決這一問題。”

? ? ? ?通過這些新的 AI 模型，Mahmood 和其同事發現了一種通過計算方式整合幾種形式的診斷信息以產生更準確的結果預測的方法。 這些 AI 模型展示了進行預后判斷的能力，同時還發現了用于預測患者風險的特征預測基礎——這一特性可用于發現新的生物標志物。

? ? ? ?研究人員使用癌癥基因組圖譜（TCGA）構建了這些模型。TCGA 是一個公開的資源，包含許多不同類型癌癥的數據。

? ? ? ?然后，他們開發了一種基于多模態深度學習的算法，該算法能夠從多個數據源學習預后的信息。通過為組織學和基因組數據創建單獨的模型，他們可以將該技術融合成一個提供關鍵預后信息的集成體。

? ? ? ?最后，他們通過將 14 種癌癥類型的數據集以及病人的組織學和基因組數據輸入該模型，評估了其功效。結果表明， 這些模型比那些只包含單一信息來源的模型產生了更準確的病人結果預測。

? ? ? ?這項研究強調，使用 AI 整合不同類型的臨床信息數據來預測疾病結果是可行的。

? ? ? ?Mahmood 解釋說，這些模型可以讓研究人員發現結合不同臨床因素的生物標志物，并更好地了解他們診斷不同類型癌癥所需的信息類型。研究人員還定量地研究了每種診斷方式對單一癌癥類型的重要性以及整合多種方式的好處。

? ? ? ?AI 模型還能夠闡明驅動預后預測的病理和基因組特征。 研究小組發現，這些模型將病人的免疫反應作為預后標記，而沒有經過訓練，這是一個值得注意的發現。因為以前的研究表明，腫瘤引起更強的免疫反應的病人往往會有更好的結果。

? ? ? ?雖然這種概念驗證模型揭示了 AI 技術在癌癥治療中的新作用，但這項研究只是臨床實施這些模型的第一步。在臨床中應用這些模型需要合并更大的數據集并在大型獨立測試隊列中進行驗證。展望未來，Mahmood 旨在整合更多類型的患者信息，如放射學掃描，家族史和電子病歷，并最終將模型應用于臨床試驗。

? ? ? ?Mahmood 博士表示：“這項工作為結合來自多個來源的數據的大型醫療保健 AI 研究奠定了基礎。從更廣泛的意義上講，我們的發現強調要建立具有更大數據集和下游臨床試驗的計算病理預后模型，才能實現更好的數據實用性。”?

AI可精準預測癌癥預后

技術前沿

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? ? ? ?9月1日，世界人工智能大會在上海舉行。在芯片主題論壇上，中國工程院院士高文發表了題為“人工智能與EDA技術的前瞻性發展”的演講。在高文看來，AI的應用將使芯片設計所需的時間由以月為單位縮短到以分鐘為單位；但要使AI發揮作用，獲取數據是最關鍵的環節。

? ? ? ?從宏觀來看，人工智能與集成電路的作用是相互的。集成電路可以為AI訓練提供硬件平臺。現階段，包括英偉達、華為、谷歌在內的芯片設計企業均推出了自己的GPU或NPU，作為人工智能訓練和推理的硬件平臺。同時，在集成電路行業進行芯片設計的過程中， AI也可發揮關鍵作用。AI應用于芯片設計，不僅將幫助芯片設計企業提高設計效率，甚至將會為芯片設計帶來革命性的改變。

? ? ? ?第一，AI將大幅縮短芯片設計所需時間，降低芯片設計公司的人工成本。芯片設計是一個需要不斷優化的過程。制造、封裝完成的產品，有時候不會與工程師芯片設計過程中的預想完全一致，會存在一定的偏差，需要依照設計目標對設計過程和結果進行優化。在掩膜、布線等芯片制造等環節，也存在需要迭代優化的空間。AI的作用，便在于通過深度學習，對芯片設計、制造全流程進行優化。

? ? ? ?高文舉了一個AI與工程師按照同樣的標準設計芯片的對比案例。從設計結果來看，工程師設計的芯片尺寸為133μm×254μm,AI設計的芯片面積更小,為130μm×250μm。僅從外觀來看，二者差別不大，但二者在設計速度差了好幾個量級，工程師設計的芯片以月為單位，但AI軟件設計則是以分鐘為單位。

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? ? ? ?第二，應用AI將有效滿足市場對集成電路復雜程度的需求。曾有學者稱，當前集成電路復雜程度將呈指數級上升。要完全靠人工支持集成電路的發展是難以實現也不可持續的。要實現這一目標，AI是必選項。若能夠將AI引入芯片編譯器，則原本需要依靠人工優化布線、布局等工作就可以交給計算機完成。更重要的是，計算機可實現24小時連續工作。由此，耗時量高、人力投入最大的工作便可以采用人工智能進行替代。

? ? ? ?高文認為，利用人工智能尋找最優布線方案是最理想的。由于該解決方案沒有最優解，只有次優解，而且解決方案多種多樣，想將解決方案窮舉將耗費大量人工勞動時間。而人工智能則能夠在相對短的時間內將可能存在的所有的布線方案都窮舉出來。在人工智能完成工作后，工程師需要做的，僅僅是在窮舉的結果中挑選一個效果最好的方案即可。

? ? ? ?然而，要將AI用于芯片設計，高文認為還有數據來源的問題待解決。隨著時間推移，采用傳統機器學習方法解決的問題將逐漸轉向利用深度神經網絡解決。而要采用深度神經網絡技術，數據來源最關鍵。高文認為，獲取數據是采用深度神經網絡過程中最難的環節。相比于人臉識別等功能，集成電路布線的AI學習缺少數據支撐。當前，獲取數據有幾個渠道，一是通過開源的項目獲得；二是采用過往積累的數據。

? ? ? ?這兩種來源的數據各自存在局限性。其一，通過開源項目獲得的數據量有限；二是企業自行積累的數據多適用于某一種產品，存在與某特定領域，當離開了該領域，數據便不一定具有可參考性。高文表示，要使數據跨領域生效，一定程度上可以采用遷移學習的方法實現，以此將既有的數據激活，但仍有大量數據無法通過該方式激活。

? ? ? ?從理論上來說，通過小體量樣本進行學習找到規律能夠實現。但從實際操作的經驗來看，近幾年，要想將AI系統激活，使之生效，仍需要大量的數據才可以。現階段，部分海外公司已經能夠實現將深度學習集成到其研發工具中；但國內的EDA公司在數字電路方面積累的數據較少，要將深度學習集成到芯片設計環節仍有難度。

? ? ? ?至于AI在芯片設計領域的未來發展，高文認為，光子AI芯片將有望成為下一代計算的發展方向。要采用深度神經網絡進行大規模AI計算，將給集成電路的耗電和芯片設計問題帶來挑戰。而若采用光子芯片，則可實現運算速度更快，成本更低。

? ? ? ?大腦復雜、神秘，研究大腦被認為是人類終極的探索之一。作為最為復雜的科學探索領域，大腦的研究既令人著迷，也同樣令人望而生畏。

? ? ? ?腦機接口技術會使人類退化嗎？一旦腦機接口技術得到應用，人類的自由意志會被他人操縱嗎？用人腦去研究人腦，如何克服我們自帶的主觀性？腦機接口是否能釋放人類無限的潛力？

? ? ? ?這些問題看起來不切實際、腦洞大開，實則不然。10年前科幻小說和電影里的場景，如今已通過科學技術照進現實。比如，我們已證實腦機接口技術可以重建人們的運動能力，大腦損傷的患者靠意念進行簡單交流。近幾年腦機接口技術頻頻有新的進展出現，但大眾對于腦機接口的感知仍然存在距離。這個復雜的研究領域目前有哪些瓶頸？腦機接口技術研究探索到了哪一步？有哪些新的技術出現？

? ? ? ?9月16日，由天橋腦科學研究院（Tianqiao and Chrissy Chen Institute, TCCI）主辦的“面向大眾的神經技術”國際論壇，來自中國、美國、德國、荷蘭和新加坡的5位國際知名科學家分享了最前沿的神經技術，深入探討了這些技術在臨床、心理和康復等領域的應用進展。大家最疑惑的問題在論壇中都會有答案，讓我們深入其中，看看這些研究大腦的“最強大腦”們帶來哪些腦機接口的最新進展。

? ? ? ?溯源：人類解碼大腦的夢想照進現實

? ? ? ?早在20世紀30年代，自德國精神病學家Hans Berger發現腦電圖后，科學家們就開始思考這些腦電波代表的意義。此后，人們做了多方面的嘗試。比如，在腦電圖的監測下，讓受試者想象字母，拼寫成句，甚至直接想象句子，讓計算機解碼，使患者直接通過“意念”與外界交流。這些在過去的“科幻”，如今正在逐步變為現實。

? ? ? ?目前，侵入性神經技術（如腦深部電極）在臨床主要應用于帕金森病和癲癇的治療，雖然它們精確、有效，卻也面臨著政策監管、價格昂貴、原理模糊等挑戰。相比之下，非侵入性的技術（如多導睡眠監測系統等）更易獲得批準，但精確性卻欠佳。

Gerwin Schalk教授介紹通過應用神經技術解碼人類語言的研究

? ? ? ?在論壇中，天橋腦科學研究院應用神經技術前沿實驗室（TCCI Frontier Lab）主任Gerwin Schalk教授形象地解釋了腦科學家的工作：“這就像在一個體育場外面放一個話筒，你很難聽到場館內的聲音。但如果我們在這個體育場外面放滿了話筒，就可以收集到更多的信息，這就是我們現在在做的事情。”

? ? ? ?雖然百年來神經技術應用已得到了飛速發展，但真正適用于病患和大眾的成功案例甚少，從實驗室研究到最終應用之間還有很長的路，需要多學科的融合和共建。Schalk教授團隊開發的腦機接口研究系統成績斐然。傳統的電刺激檢測腦功能區域可能需要好幾個小時，Schalk教授團隊開發的系統只需要數分鐘。如今，這套系統已在世界范圍內得到了廣泛應用。面向未來，Schalk教授希望能在天橋腦科學研究院（TCCI）繼續研究適合中國大規模人群腦機接口技術，例如針對漢語言的作用腦區作深入研究。

? ? ? ?腦科學領域雖然復雜，但一直都在螺旋上升前行。作為頂尖的腦科學家，Schalk教授認為腦科學的探索需要務實，而不是僅僅停留在漂亮的概念與設計上。科學界必須做出持續的、系統性的努力，向著解決實際問題的方向出發。腦科學領域的深入探索能讓我們以全新的維度認識大腦。

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? ? ? ?元腦：用數字技術模擬人類大腦

? ? ? ?如果往大腦深處行進，應用數字技術來還原大腦的動態狀況，構建一個數字大腦，可以形象地認識與探索大腦。例如在疾病狀態下，大腦會產生一系列變化，如果能建立一個與之相對應的數字大腦，還原疾病的動態發展演變過程，或許就能幫助我們更好地明白其機制，準確預判并開發出更精準的治療方案。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 洪波教授介紹元腦的概念和元腦動態系統的構成

? ? ? ?論壇中，清華大學生物醫學工程系洪波教授分享了“元腦（Meta Brain）”的新興概念和他的團隊在這個領域上所做的相關工作。“你也許很難想象無數美麗的數學公式能夠解釋人類大腦的運作機理。”在會中，據洪波教授介紹，元腦的構想是利用腦機接口技術建立大腦的動態數字模型，來幫助提升理解大腦的功能運作，重現生理、病理過程，最終達到應用目的。

? ? ? ?而元腦得以快速發展的機遇則是乘上了前沿技術發展的快車，包括神經影像學、腦電生理和計算機技術等，無一不在助陣元腦研究的深入。洪波教授介紹了許多科學家在腦數字重建上做過的工作，如靜態元腦、動態激發元腦，乃至于動態的癲癇大腦。這些腦數字重建的點滴工作都在為構建未來的疾病數字大腦、數字孿生大腦夯實基礎。

? ? ? ?在腦機接口技術不斷發展的過程中，其中最大的爭議是來自倫理的風險。腦科學領域的倫理討論聲音有很多，支持者和反對者各自都有站得住腳的立場。作為腦科學領域的資深科學家，洪波教授提出了一種解決思路。洪波教授認為在目前，腦機接口還處于研究階段，所有的研究實驗都必須通過受試者的知情同意，所以暫時倫理學風險較小。在未來，如果腦機接口技術得到了大規模應用，人的大腦或意識能被潛伏、探測甚至遠程侵入的風險增高，可能會造成嚴重的社會問題。或許在將來，我們可以從基因編輯的倫理學風險中借鑒一些針對腦機接口技術應用的倫理處理方法。

? ? ? ?腦機接口+心理：重建心靈溝通橋梁

? ? ? ?目前全世界有20%的人經受著神經系統紊亂的影響，其中一半和心理健康相關，影響近10億人。對此目前主要的治療方式是藥物治療和心理治療，但患者往往需要長時間的治療才能產生效果。而腦機接口在心理健康的治療中具備巨大的潛力。

? ? ? ?例如腦機接口技術在臨床閉鎖綜合征的應用。據荷蘭烏得勒支大學醫學中心Nick Ramsey教授介紹，閉鎖綜合征可以發生在運動神經元病、卒中、肌萎縮側索硬化癥等疾病晚期，患者意識清醒，但全身只有眼皮可以活動，難以和外界交流，十分痛苦。為了提升這類患者的生命質量，Ramsey教授的團隊開展了多年研究。

Nick Ramsey教授介紹從腦機接口技術中獲益的閉鎖綜合征患者案例

? ? ? ?Ramsey教授的團隊為閉鎖綜合征患者創建了能幫助他們獨立自主與外界交流的家用腦機接口設備。此前，他們已經為一位58歲的晚期閉鎖綜合征患者應用了這一系統，通過解碼軟件算法，患者反復練習后能夠實現每分鐘輸入約兩個字母，準確率接近90%。相關病例于2016年發表在《新英格蘭醫學雜志》上。如今6年多過去了，這位患者依舊在使用該設備，每日使用時間可達20小時，該設備已經成為患者與外界溝通的唯一渠道。

? ? ? ?除此之外，Ramsey教授也介紹了其他幾種能幫助患者與外界直接交流的技術研究進展，比如，通過檢測人類發聲器官（如咽喉、下頜、舌等的運動）來解碼語言；通過腦機接口直接解碼患者想要表達的語句，并呈現在屏幕上。這些腦機接口的新進展為許多腦科學領域的研究者和患者打上了強心劑，為大家帶來希望。在心理疾病的治療外，腦機接口在臨床中的康復治療一直備受矚目。

? ? ? ?腦機接口+康復：幫助患者重拾生活信心

? ? ? ?將腦機接口和神經調節技術相融合，不僅能幫助我們發現腦震蕩、腦功能和行為之間的重要聯系，也能極大改善患者的運動功能。腦機接口技術是一種非常有效的臨床康復工具。

? ? ? ? ? Soekadar教授展示運動障礙者在接受腦機接口技術應用后恢復活動的案例

? ? ? ?柏林大學醫學中心的Soekadar教授團隊研制的非侵入性腦機接口+外骨骼的搭配應用，可以通過解碼大腦的運動指令并定向施加刺激，使嚴重脊髓損傷導致運動障礙的病人重拾一些自理技能，如抓取、吃飯、喝水等一系列日常活動。在實際的應用中，一些運動障礙病人通過這項技術能夠完成部分的生活自理活動，大幅改善了患者的生活質量。雖然目前侵入式腦機接口技術仍存在感染出血、未經永久使用許可、需要手術及價格昂貴等諸多挑戰，但腦機接口+外骨骼在臨床上的應用價值巨大。越來越多的臨床試驗正在驗證腦機接口在康復訓練方面的前景。

? ? ? ?新加坡南洋理工大學計算機科學與工程學院關存太教授認為腦機接口可用于功能恢復的理論基礎是神經可塑性（Neuroplasticity）。所謂的神經可塑性指的是大腦在受到損傷之后，能夠持續不斷地重塑神經元之間的連接。而神經系統疾病的康復即是通過有目的地刺激大腦從而達到部分功能的恢復。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ??關存太教授介紹基于深度學習等算法的新型非侵入腦機接口技術

? ? ? ?關存太教授使用腦機接口技術對卒中患者進行有目的的運動康復訓練，并且關存太教授也提出除了運動康復以外，腦機接口可以幫助卒中后病人進行精神心理方面的康復。在關存太教授團隊的研究中，基于深度學習等算法的新型非侵入腦機接口技術，可以使得卒中患者的理解準確率，從傳統腦機接口技術的68.6%上升到近90%。

? ? ? ?團隊通過研究腦機接口康復技術在兒童多動癥、老年人認知功能下降、社交焦慮及廣泛焦慮方面的探索中發現，受試者能夠在完成指定任務中得到實時反饋，從而通過多次量化的反饋與訓練，達到改善注意力、強化認知、緩解焦慮等成果。這些實驗的成果不斷鼓舞著腦科學領域的科研人員，也給患者帶來了生存質量提升的福音。

? ? ? ?在這場論壇中，我們看到了腦機接口最前沿的技術研究，最新的落地情形。腦科學家們將前沿實驗室里的腦機接口技術從理論帶到了臨床，為許多生存質量堪憂的患者帶來希望，也為大家打開了眺望未來大腦的窗口。腦疾病的探索、腦科學的研究讓我們正在接近腦內深處的“黑洞”世界，雖然過程艱難、路途遙遠，但腦科學研究正在積蓄勢能，一步一步走向未來。

來源：腦極體

? ? ??談到下一代的腦機接口技術，Soekadar教授認為可以做到把工作記憶、情感調節和運動-感覺互動整合到系統中去，達到適應性的腦功能刺激，實現腦功能的穩定與提升。在康復訓練研究

之外，團隊腦機接口的研究也在朝重建精神健康的方向進發，實現未來情感調節和運動康復的整合。

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