洛桑联邦理工学院开发出微型脑机接口芯片，整体性能远超马斯克Neuralink

近日，洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究团队开发了一款名为MiBMI的微型脑机接口芯片，能够在微型硅片上实现脑与文本的直接通信。

图片来源：洛桑联邦理工学院

脑机接口 (BMI) 已成为一种有前途的解决方案，特别是在临床应用上展现出了很好的发展前景，可帮助严重运动障碍患者恢复沟通和控制。传统上，这些系统体积庞大、耗电大，实际应用有限，可能会对患者造成比较大的伤害。而EPFL的研究人员开发出了第一款高性能微型脑机​​接口 (MiBMI)，其提供了一种极小、低功耗、高精度且多功能的解决方案。

这款MiBMI芯片已经发表在最新一期的《IEEE 固态电路杂志》上，并在国际固态电路会议上进行了展示，不仅提高了脑机接口的效率和可扩展性，还为实用的完全植入式设备铺平了道路。这项技术有可能显著改善肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 和脊髓损伤等患者的生活质量。

相比较而言，MiBMI芯片由两块薄芯片组成，总面积仅为8平方毫米，而Neuralink设备的尺寸约为23 x 8毫米，显得庞大得多。此外，MiBMI芯片不仅体积小巧，而且功耗极低，对人体侵入性更小，并且可以实时处理数据，不需要像Neuralink那样将64根电极插入大脑并依赖外部设备APP来处理数据。这种高精度和低功耗的特点使得MiBMI更适合植入式应用，确保了在临床和现实生活环境中的安全性和实用性。

虽然MiBMI尚未进行人体试验，但研究人员用之前脑机接口测试中收集的实时神经记录数据对它进行了测试，结果显示其将神经活动转换成文本的准确率高达91%，在性能上超越了马斯克的Neuralink设备。

这项研究的主要作者 Mohammed Ali Shaeri表示，“虽然该芯片尚未集成到可用的BMI中，但它已经处理了以前的现场录音数据，例如来自斯坦福Shenoy实验室的数据，将手写活动转换为文本的准确率高达91%，令人印象深刻，”

该芯片目前可以解码多达 31 个不同的字符，这是任何其他集成系统都无法比拟的成就。“我们有信心可以解码多达 100 个字符，但目前还没有包含更多字符的手写数据集，”Shaeri 表示。

为了能够处理微型脑机接口电极所收集的大量信息，研究人员不得不采用完全不同的数据分析方法。他们发现，当患者想象用手写字母时，大脑对每个字母的活动都包含非常具体的标记，研究人员将其命名为独特的神经代码 (DNC)。微芯片无需处理每个字母的数千字节数据，而只需处理大约一百字节的 DNC。这使得系统快速、准确且功耗低。这一突破还缩短了训练时间，使学习如何使用脑机接口变得更容易、更方便。

Shaeri表示，“我们的目标是开发一种多功能的BMI，可以针对各种神经系统疾病进行定制，为患者提供更广泛的解决方案。”