科技日報北京3月24日電 (記者劉園園)埃隆·馬斯克展示的腦機接口系統(tǒng)曾引發(fā)刷屏。如果不只讓腦機相連，而直接實現(xiàn)腦與腦的信息傳輸，又會怎樣?科技日報記者24日從北京腦科學與類腦研究中心了解到，該中心羅敏敏實驗室利用光纖記錄和光遺傳學激活技術構(gòu)建了一個光學腦—腦接口，在兩只小鼠間實現(xiàn)了高速率的運動信息傳遞，從原理上驗證了腦—腦接口跨個體精確控制動物運動的可能性。研究結(jié)果發(fā)表在《中國科學：生命科學》雜志上。
“近幾年有研究展示，可從一只動物大腦皮層中提取電生理信息，解碼后通過電刺激或經(jīng)顱磁刺激技術刺激另一只動物大腦皮層，從而提出腦—腦接口的概念。”該研究第一作者盧立輝介紹。
但此前腦—腦接口信息傳遞速率非常低——僅0.004—0.033比特/每秒，這是制約腦—腦接口發(fā)展的最主要瓶頸。主要技術障礙是傳統(tǒng)的腦—腦接口需要長期腦電多通道記錄，技術難度大，腦電波記錄難以精確解碼等。
這項研究基于該實驗室此前研究發(fā)現(xiàn)，腦干未定核神經(jīng)元活性可預測動物運動速度。研究人員利用了光纖記錄和光遺傳學技術，以及可精確預測和調(diào)控動物運動速度的神經(jīng)環(huán)路。他們用光纖記錄系統(tǒng)從一只鼠的腦干未定核神經(jīng)元中提取運動信息，對神經(jīng)元活性信號解碼，再通過光遺傳學刺激傳遞給另一只鼠的腦干未定核神經(jīng)元。
“這個基于光學記錄和刺激的腦—腦接口實現(xiàn)了動物的高度同步化運動，信息傳遞速率達到4.1比特/秒，比之前同類研究高2—3個數(shù)量級。”盧立輝說。
據(jù)介紹，這種新型腦—腦接口的優(yōu)點在于，可穩(wěn)定記錄有相似功能的特定細胞類型的神經(jīng)元活性，信噪比高，相對容易操作，而且避開多通道記錄的技術挑戰(zhàn)，降低了神經(jīng)信息解碼難度。
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