在全球醫療科技的前沿，優刻得攜手戰略合作伙伴上海腦虎科技有限公司（簡稱“腦虎科技”），共同見證了醫療創新的歷史性時刻。腦虎科技自主研發的256導高通量植入式柔性腦機接口技術，近期在復旦大學附屬華山醫院先后開展了高精度實時運動解碼和語言解碼臨床試驗研究，并取得重大技術突破，使得“腦控”智能設備和“意念對話”成為現實。
高通量植入式柔性腦機接口臨床試驗取得重大突破
● “腦控”上網，開啟人機交互新紀元
2024年8月，腦虎科技聯合華山醫院神經外科毛穎/陳亮教授團隊順利完成意念合成運動臨床試驗，并由優刻得提供相關的云資源和技術服務支持。受試者為21歲運動區占位的癲癇患者，通過手術植入256導高通量柔性腦機接口監測病灶并保護運動相關的重要腦功能區。
得益于高通量、高質量、跨腦區大規模腦電數據高效采集和實時分析，這一技術突破，使得術中快速精準定位腦功能區成為可能，病人術后恢復良好，且術后兩天內便可實現“腦控”玩乒乓球和貪吃蛇游戲。
▲實時意念操控XessOS系統
經過兩周的訓練，結合腦虎科技自主開發的腦機操作系統XessOS，受試者可以熟練使用微信、郵箱、淘寶、小紅書、今日頭條等常用APP，以及實現智能家居和智能輪椅的“腦控”，大大滿足了運動障礙患者日常生活所需的基本行動能力。
● “意念”控制對話，國內漢語言解碼最高水準
漢語是一種以單音節為主的聲調語言和圖形語言，不同于英語等字母語言，其產生過程中的信息轉換涉及更多腦區，需要研發針對漢語特征的神經編解碼機制和信息處理手段。
24年12月，在優刻得云平臺的支撐下，腦虎科技聯合華山醫院神經外科吳勁松教授團隊開展國內首例高通量植入式柔性腦機接口實時合成漢語言臨床試驗。項目團隊在語言區占位腫瘤癲癇患者上進行了柔性腦機接口植入手術，通過植入256導高通量腦機接口，幫助其定位病灶并保護語言相關的重要腦功能區。
▲實時漢語言解碼
病人術后恢復良好，五天后即可實現142個常用漢語音節下71%的解碼準確率，并且單字解碼時延小于100 ms，是目前國內實時漢語言解碼的最高水平。基于實時漢語解碼，受試者不僅實現了意念實時合成漢語、驅動數字分身以及對話AI大模型等高級功能，還能將人的腦電解碼成語言進而轉化成指令實時操控靈巧手實現人機交互，有望幫助語言功能障礙患者重建語言功能。新年來臨之際，受試者還通過意念合成語言指令操作靈巧手，為大家送上“二零二五新年快樂”手語祝福。
▲腦虎創始人、TCCI研究員陶虎與受試者以及意念操控的靈巧手比心合影送祝福
腦電數據上云，云端實時解碼腦電信號
在腦電采集裝置成功植入后，思考與運動活動會不斷激發大量腦電信號的涌現。通過運用先進的多模態信號采集技術和系統建模方法，人類的行為意圖得以實現高精度的實時解碼。若能將整個信息的采集、備份、解碼及分析流程遷移至云端，無疑將大幅提升數據解碼與推理的效率。
自2022年起，腦虎科技與優刻得建立了戰略合作關系，共同推進腦電數據的云端化處理。依托優刻得的云平臺，我們為腦虎科技量身定制了一套全面的云邊端技術架構，并已在腦虎的多個實驗室中得到應用，有力支撐了實驗研究的開展。
以動物運動實驗為例，每分鐘產生的腦電數據量高達1GB，一次30分鐘的采集過程就能累積30至50GB的數據。鑒于數據規模的龐大及其獨一無二性，腦虎團隊高度重視本地與云端的數據擴容與安全備份工作。優刻得云存儲服務采用了多層次的安全防護措施，包括數據加密、訪問控制、防火墻等，確保數據在傳輸和存儲過程中的安全性，全面保護患者數據的隱私性，同時減少數據丟失的風險。
借助優刻得的云存儲等云端資源，研究人員可以輕松實現實驗與項目數據的即時上傳與備份，這些數據在經過自動化清洗與整理后，得以在云端獲得安全可靠的存儲。
▲漢語言實時解碼過程
同時，在獲取腦電信號數據后，為了識別與不同思維活動相關聯的腦電模式，需要進行持續的模型訓練。通過將復雜的腦電信號與相應動作進行精準關聯，從而實現了從腦電信號到行動的快速轉化。
在上述的意念合成運動臨床試驗中，項目團隊對其腦電信號的High Gamma頻段進行腦電特征提取和模型訓練，在優刻得云端算力支撐下，利用LSTM（長短期記憶）神經網絡模型進行連續時間解碼，整體系統延遲小于60ms。
2023年，優刻得與腦虎科技、復旦大學附屬華山醫院共同入選上海市未來產業腦機接口專家委員會成員單位，充分發揮在云計算、大數據、人工智能領域的先進優勢，共同探索腦機接口在醫療康復領域的應用。
2024年以來，優刻得與腦虎科技進一步深化合作，共同參與了上海市腦機接口領域的重大科研項目申報。雙方計劃聯手研發“植入式言語合成腦機接口產品”，旨在幫助失語患者恢復部分語言功能。
目前，借助優刻得的高性能算力與可靠的數據存儲能力，腦虎科技已成功搭建了GPU算力平臺和語料數據管理系統。這些平臺為大規模的模擬仿真實驗提供了有力支撐，同時也確保了數據的可靠存儲與實時解碼。
上述工作同時得到了天橋腦科學研究院（TCCI）的大力支持，并獲得國家自然科學基金面上項目、上海市科委戰略前沿腦機接口專項項目、上海市經信委促進產業高質量發展專項先導產業創新發展項目、上海市戰略性新興產業發展專項等項目，以及上海市腦機接口重點實驗室、中國神經科學學會腦機接口與交互分會、上海市未來產業腦機接口專委會等機構的支持。
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