互联网资讯 / 人工智能 · 2023年11月4日 0

脑机接口新技术实现人机融合突破

马斯克的脑机接口即将进入人体试验阶段,然而,侵入式脑机接口可能对人体造成一定的伤害。最近,特拉华大学的研究团队开发了一种新型聚合物涂层,以实现更安全的人机融合。

我们在影视作品中常常能见到“半兽人”或“半鱼人”,但你听过“半机器人”吗?虽然现实中的“半机器人”尚未出现,但近年来,许多脑机研究正朝着电子设备与人身体融合的方向发展,并取得了显著的进步。

请放心,科学家们设计这些“半机器人”并非为了让它们在街头奔跑。将电子设备与人体连接,可以更有效地监测肿瘤、替换受损组织以及实现脑机通信等功能。

然而,这是一项巨大的挑战。传统的微电子材料如硅、金、不锈钢和铱在植入人体时可能造成创伤,留下疤痕。尤其在肌肉或大脑组织中,电信号的传递会受到疤痕的影响,进而影响其正常功能。

生物聚合物涂层有望成为脑机接口的新“粘合剂”。

最近,美国化学学会发布了他们的最新研究,介绍了一种可用于人机融合的新涂层。

负责该研究的马丁博士表示:“我们试图将刚性的无机微电极与大脑连接,但大脑是由有机、含盐的物质构成的。”

马丁博士进一步指出:“这种方法在运行中总会出现问题,因此我们需要寻找更好的解决方案。”

特拉华大学的研究团队开始研究有机电子材料,尤其是用于非生物的共轭聚合物,并发现了一种化学性质稳定的材料,可以用作防静电涂层。

经过测试,研究小组发现这种聚合物具备连接硬件与人体组织所需的特性。这些共轭聚合物不仅具有电活性,还具备离子活性。

反离子为其提供必要的电荷,因此在运行时,电子和离子都会移动。这种聚合物被称为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)或PEDOT,它能将医用植入物的阻抗降低2至3个数量级,从而显著提升其性能,改善患者体内电子设备的信号质量和电池寿命。

马丁博士已经找到了安全涂覆聚合物表面的方法,通过在乙烯二氧噻吩(EDOT)单体中加入羧酸、醛或马来酰亚胺取代物,可以制造出多种功能的聚合物。

马来酰亚胺的功能十分强大,通过化学取代反应,可以生产出具有特定功能的聚合物和生物聚合物。

将未取代的单体与马来酰亚胺取代的单体混合,可以得到一种多功能材料,目前研究团队表示,这些材料上可以附着肽、抗体或DNA。

只需提及你最喜欢的生物分子,原则上便能制造出含有任何你感兴趣的生物功能基团的PEDOT薄膜。

最近,马丁团队制作了一种PEDOT膜,附着了一种针对血管内皮生长因子(VEGF)的抗体。VEGF能刺激血管在损伤后的生长,而肿瘤则利用这种蛋白质来增加血液供应。

该团队开发的聚合物能够作为传感器,检测VEGF的过表达,从而实现对疾病早期阶段的检测。只要大胆设想,这种PEDOT膜几乎无所不能。

想象一下,如果将神经递质放置在这种聚合物上,就能帮助治疗大脑或神经系统的疾病。目前,团队已经制造出一种与多巴胺结合的聚合物,以及多巴胺功能化的EDOT单体变体,未来人类对多巴胺的控制将更加容易,而多巴胺正是许多快乐的源泉。

马丁博士表示,这些生物合成的聚合物将来很可能使人工智能与人类大脑实现结合。

如果能定制这些材料的表面沉积方式,并将其放入活体组织中,许多生物活动将能够被有效控制,人类将迈入人机融合的新纪元。

NeuRalink即将把脑机接口植入人体。

不久前,马斯克宣布NeuRalink的脑机接口即将开始人体测试。

成立于2016年的NeuRalink,是马斯克的神经技术公司,致力于开发与人脑直接交互的植入物。

马斯克表示,NeuRalink的脑机芯片不仅可以解决大脑疾病,还能恢复视力、听力和四肢运动。

该设备将直接植入颅骨,使电极线能够与大脑的特定区域相连,从而与人脑的各个部分进行互动。

马斯克指出:“从原则上讲,它可以修复大脑中的任何问题。”

这并不是马斯克第一次提到实现脑机融合的构想,但脑机接口只是他希望NeuRalink实现的一个小目标。从长远来看,他希望开发出一种可实现人类与AI之间“共生”的设备。

未来,植入一片薄膜便能修复受损的大脑皮层,也可以通过意念控制智能音箱播放音乐或调节空调温度,无需使用遥控器。

PEDOT生物涂层和NeuRalink的脑机接口等技术,将引领我们进入这样的未来。

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