IT之家 7 月 5 日消息，據(jù)天津大學(xué) 7 月 3 日消息，天津大學(xué)的科學(xué)家利用人類干細(xì)胞培育出類人大腦器官，并成功地將其與機器人通過片上腦-機接口技術(shù)相連。
據(jù)介紹，“片上腦-機接口”是利用體外培養(yǎng)“大腦”（如腦類器官）與電極芯片耦合形成的片上腦，通過編解碼及刺激-反饋實現(xiàn)其與外界信息交互的技術(shù)。作為腦機接口領(lǐng)域的一個重要新興分支，片上腦-機接口有望對混合智能、類腦計算等前沿科技領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生革命性的推動。
然而，片上腦-機接口這一新型混合智能體的構(gòu)建技術(shù)尚處于起步階段，涉及智能基礎(chǔ)、智能通訊、智能遷移、智能融合等多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中智能基礎(chǔ)作為智能體的中央處理器 CPU，是實現(xiàn)片上腦智能的核心，旨在能高效地模擬大腦、解析大腦。目前被視為最有潛力的智能基礎(chǔ)模型 —— 腦類器官，盡管具有與人腦類似的結(jié)構(gòu)和功能，卻仍面臨發(fā)育成熟度低、營養(yǎng)供給不足等瓶頸問題。
天津大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)工程團隊對該問題深入探索，近日在腦科學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《Brain》發(fā)表相關(guān)研究成果。
在實驗中，團隊將人源性腦類器官移植至免疫缺陷小鼠（NOD scid）初級感覺皮層，構(gòu)建了人-鼠腦嵌合體，并搭建了片上腦體內(nèi)應(yīng)用系統(tǒng)。
該研究進一步基于片上腦體內(nèi)系統(tǒng)，采用移植物電生理-宿主行為學(xué)同步捕捉技術(shù)，通過分析在宿主痛覺行為學(xué)過程中腦類器官移植物的 Gamma 波段能量與相位，證實了低強度聚焦超聲可促進腦類器官與宿主整合交互、以及神經(jīng)發(fā)育缺陷的再生修復(fù)，初步顯示了片上腦系統(tǒng)在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用潛能。
該研究以題為“Low-intensity ultrasound ameliorates brain organoid integration and rescues microcephaly deficits”的論文，發(fā)表于國際腦科學(xué)頂級刊物、歐洲神經(jīng)學(xué)會會刊《Brain》。
天津大學(xué)為論文的唯一作者單位，李曉紅教授和明東教授為通訊作者，2021 級博士生郭迪和陳力群副教授為共同一作。
利用上述片上腦體內(nèi)應(yīng)用系統(tǒng)，天津大學(xué)團隊與南方科技大學(xué)等協(xié)同開發(fā)了全球首個可開源片上腦智能復(fù)合體信息交互系統(tǒng)，實現(xiàn)了培養(yǎng)“大腦”對機器人避障、跟蹤、抓握等無人控制任務(wù)，完成了多種類腦計算的啟發(fā)工作。
天津大學(xué)團隊已申請片上腦-機接口方向的國家發(fā)明專利 15 項，實審美國、英國專利 2 項，舉辦首屆片上腦-機接口國際會議，并主編首部片上腦-機接口教材。未來，團隊將進一步深化對片上腦-機接口的智能通訊、智能遷移、智能融合等關(guān)鍵科學(xué)問題的探索，推動片上腦-機接口技術(shù)早日實現(xiàn)轉(zhuǎn)化應(yīng)用。
IT之家附論文鏈接：
https://academic.oup.com/brain/advance-article-abstract/doi/10.1093/brain/awae150/7671059
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