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Johnny Ray是一名52歲的越戰(zhàn)老兵，患有閉鎖綜合征。這類患者意識清醒，但由于身體的主動肌肉麻痹，無法移動或說話。該綜合征由大腦的特定部分受損導(dǎo)致，主要成因包括腦干中風(fēng)、創(chuàng)傷性腦損傷等。Ray長期臥床，需要呼吸機(jī)的輔助，只有面部和肩部具有輕微抽動的能力，可以通過眨眼次數(shù)回答簡單的“是”“否”問題。

這位硬核大叔拒絕躺平！在1998年，他接受了一次真·腦洞手術(shù)。術(shù)后經(jīng)過數(shù)月的訓(xùn)練，他已經(jīng)可以通過想象手部運(yùn)動，控制光標(biāo)在電腦屏幕移動，來選擇軟鍵盤上的字母，通過肩膀抽動按下鼠標(biāo)鍵，進(jìn)而進(jìn)行緩慢的打字、拼寫活動，向外界傳達(dá)更多信息。

這個(gè)神秘的手術(shù)是基于玻璃漏斗電極的腦機(jī)接口設(shè)備植入手術(shù)，操作者是美國埃默里大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家菲利普·肯尼迪（Phillip R. Kennedy）博士。這是人類首次通過腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)交流，菲利普·肯尼迪也因此被奉為“賽博格之父”。

▲美國埃默里大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家菲利普·肯尼迪（Phillip R. Kennedy）

Johnny Ray所患有的閉鎖綜合征一直是腦機(jī)接口技術(shù)的重要應(yīng)用場景。科學(xué)家們曾嘗試使用“侵入式”和“非侵入式”腦機(jī)接口設(shè)備對此類患者進(jìn)行治療。

與Phil使用的侵入式腦機(jī)接口設(shè)備相比，非侵入式腦機(jī)接口設(shè)備只需在人的頭皮層進(jìn)行操作。人的頭皮中時(shí)刻流動著微弱的離子電流，人的頭皮層有一個(gè)電場分布圖譜。不同位置上，電流的流向不同。

當(dāng)我們把多個(gè)電極放在人的頭皮上，就可以對頭皮表面在每一時(shí)刻的電勢分布進(jìn)行分析。運(yùn)動想象和運(yùn)動行為會在大腦相應(yīng)的運(yùn)動和體感皮層區(qū)域產(chǎn)生特定的電活動圖譜，科學(xué)家可據(jù)此分析出人的感覺運(yùn)動節(jié)律（SensoriMotor Rhythm，SMR）。并通過附著在頭皮的電極刺激產(chǎn)生一系列運(yùn)動指令。

1991年，紐約一個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)通過非侵入式設(shè)備使患有閉鎖綜合征的受試者可以在三秒內(nèi)操作好電腦屏幕的光標(biāo)（比Windows開機(jī)還快）。

然而，非侵入式設(shè)備的局限性在于，頭皮腦電圖能收集到的信號有限，同時(shí)會受到來自眼部、頭部運(yùn)動、外界噪聲的影響。此類設(shè)備的功能復(fù)雜度和控制精度使其目前最常應(yīng)用于助眠、冥想、智能家居、娛樂等領(lǐng)域。

侵入式設(shè)備，是通過電極連接腦神經(jīng)元來跟蹤大腦活動，并將其轉(zhuǎn)化為運(yùn)動指令。運(yùn)動的重要信息之一——方向，就存在于神經(jīng)元群落的電活動模式里。在Phil博士的時(shí)代，還只能在人的大腦中植入4到6個(gè)電極，而現(xiàn)在的植入神經(jīng)電極，已是多通道的電極陣列。在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)出現(xiàn)了超過1000的電極通道數(shù)。

在實(shí)驗(yàn)室里，一位癲癇患者不動手，僅用意識想“蘋果”，監(jiān)護(hù)儀上的腦電波劃出一道雀躍的曲線，屏幕上就會實(shí)時(shí)解碼出“蘋果”兩個(gè)字，一旁的機(jī)械手接到指令后便將蘋果送到他的桌前。

這并非科幻電影場景，而是腦虎科技正在推進(jìn)的侵入式柔性腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)。國內(nèi)專注侵入式腦機(jī)接口設(shè)備的領(lǐng)軍高科技企業(yè)腦虎科技，其首席科學(xué)家陶虎曾在采訪中表示，自己是瘋狂的科幻迷。

對人腦的開發(fā)與想象，一直是文學(xué)和電影作品熱衷的母題。腦機(jī)接口技術(shù)作為電子信息、人工智能、生物醫(yī)藥的交叉之地，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)迎來了自己的黃金期。電影《阿凡達(dá)》中的腦機(jī)接口技術(shù)是否有可能成為現(xiàn)實(shí)？《流浪地球2》中的意識上傳什么時(shí)候能夠真正實(shí)現(xiàn)？

2025年3月29日（周六），墨子沙龍有幸邀請到腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家、傳感器技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會腦機(jī)接口與交互分會創(chuàng)始主委陶虎，一同探秘神秘的腦機(jī)接口。此外，本次活動還特別邀請了中國科大量子領(lǐng)域?qū)＜倚祜w虎教授，與主講嘉賓進(jìn)行量子與腦機(jī)接口的觀點(diǎn)碰撞。

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活動嘉賓

主講嘉賓：陶虎

腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家、傳感器技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會腦機(jī)接口與交互分會創(chuàng)始主委

特邀嘉賓：徐飛虎

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授

特邀主持人：上海廣播電視臺 臧熹

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活動主題

腦機(jī)接口 讓大腦連接未來

03

活動時(shí)間

2025年3月29日（周六）

14:00-16:00

04

活動地點(diǎn)

上海市浦東新區(qū)秀龍路中科大別墅區(qū)南門東側(cè)約30米

嘉賓簡介

陶虎，國家“萬人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才入選者、國家基金委優(yōu)秀青年基金獲得者、國家海外高層次人才引進(jìn)計(jì)劃青年項(xiàng)目入選者，享受國務(wù)院政府特殊津貼。中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會腦機(jī)接口與交互分會創(chuàng)始主委、中國科協(xié)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖負(fù)責(zé)人。

2003年本科畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)機(jī)械制造及其自動化系，2006年碩士畢業(yè)于中國科學(xué)院電子學(xué)研究所物理電子學(xué)專業(yè)，2010年博士畢業(yè)于美國波士頓大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)（獲最佳博士論文獎）。長期從事先進(jìn)傳感器技術(shù)研究，發(fā)表高質(zhì)量期刊論文100篇（含Science、Nature及其子刊11篇；其中封面論文33篇），文章總引用20000余次，申請發(fā)明專利60余項(xiàng)，已授權(quán)30余項(xiàng)；主持國家、上海市及中國科學(xué)院重大科研攻關(guān)任務(wù)20余項(xiàng)，包括科技創(chuàng)新2030-重大項(xiàng)目“新一代人工智能感知器件與芯片”、中國科學(xué)院基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究計(jì)劃“從0到1”原始創(chuàng)新項(xiàng)目、上海市級重大項(xiàng)目“腦機(jī)接口關(guān)鍵技術(shù)與核心器件-柔性腦機(jī)接口”等。創(chuàng)立面向植入式柔性腦機(jī)接口的上海腦虎科技有限公司，入選MIT Tech Review評選的2022年全球最聰明50家公司，獲陳天橋基金會、紅杉、中平等10余家投資機(jī)構(gòu)數(shù)億元投資，獲上海市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重大項(xiàng)目支持，已為華山醫(yī)院、瑞金醫(yī)院、浙大等30余家單位提供腦機(jī)接口核心器件和關(guān)鍵裝備。獲2020上海市青年科技杰出貢獻(xiàn)獎、2021中國科學(xué)院青年科學(xué)家獎、2021世界人工智能大會最高獎（卓越人工智能引領(lǐng)者SAIL獎）、2022轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)創(chuàng)新獎、IEEE MEMS 2022最佳論文（自1987年大會創(chuàng)立以來大陸地區(qū)唯一單位唯一入選）、2023上海青年科技英才、2023上海市大眾科學(xué)傳播杰出人物，多次入選愛思唯爾發(fā)布的“中國高被引學(xué)者”和美國斯坦福大學(xué)發(fā)布的“全球前2%頂尖科學(xué)家”榜單，指導(dǎo)多名學(xué)生獲中國科學(xué)院院長特別獎（中國科學(xué)院學(xué)生最高榮譽(yù)），本人多次獲“中國科學(xué)院優(yōu)秀導(dǎo)師”和“中國科學(xué)院大學(xué)振翅獎”。

報(bào)名地址

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小貼士

1. 參加線下活動請預(yù)先報(bào)名。場地名額有限，請務(wù)必填寫真實(shí)信息。

2. 審核通過后，您將收到短信通知。活動現(xiàn)場，憑短信通知或報(bào)名人姓名簽到入場。

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5. 本場活動將同步進(jìn)行線上直播，直播地址將在近日推出，敬請留意。

6. 建議12歲以上的觀眾參加。

7. 本活動為公益科普活動，不收取任何費(fèi)用。活動名額僅限本人使用，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)賣。

8. 本活動最終解釋權(quán)歸主辦方所有。

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研究院停車位數(shù)量有限，建議您選擇公共交通綠色出行

地鐵出行：可乘坐地鐵18號線，至周浦站，導(dǎo)航至中科大學(xué)村（南門），距離研究院約3km

公交出行：可乘坐浦東98路至浦三路上南路站，導(dǎo)航至中科大學(xué)村（南門），距離研究院約700m

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主辦：

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)上海研究院

上海市浦東新區(qū)南七量子科技交流中心

協(xié)辦：

中國科大新創(chuàng)校友基金會

上海市浦東新區(qū)科學(xué)技術(shù)協(xié)會