近期，天橋腦科學研究院（TCCI）應用神經技術前沿實驗室主任Gerwin Schalk以第一作者和通訊作者的身份在Frontiers in Neuroscience雜志上發表題為“Toward a fully implantable ecosystem for adaptive neuromodulation in humans: Preliminary experience with the CorTec BrainInterchange device in a canine model”的文章，展示了建立人類自適應性神經調控系統的初步工作。

神經接口是一種在生物神經系統與外部設備（計算機或其他電子設備）之間直接進行雙向數據連接的神經技術。人們可以利用它記錄神經系統活動、刺激神經系統，在身體內部與外界環境之間建立人工連接，形成閉環系統。腦機接口是其中一個重要的研究領域。

(資料圖片僅供參考)

如果該接口可以根據神經生理狀態而動態變化，則被稱為自適應性神經調控。自適應性神經調控為研究大腦功能和治療神經系統疾病開辟了新途徑。但目前自適應性神經調控研究仍處于早期階段，人們對大腦不同區域如何相互作用產生特定行為、這些相互作用如何受到疾病的影響以及如何調控病理行為，知之甚少。在相應的疾病治療研究中，人們多是通過不斷試驗、不斷試錯來尋找理想的刺激目標、最佳刺激參數。不僅成本高而且周期長，一個隨時可用、易于操作的通用型自適應性神經調控平臺，或許能緩解這一艱難現狀。

在本次研究中，在硬件方面，研究人員選擇了CorTec公司專為復雜人類研究而開發的BrainInterchange（BIC）設備。BIC設備有32個通道，采樣率為1 kHz，量化位數為16比特（分辨率為74 nV）。在軟件方面，研究采用的是BCI2000系統。BCI2000是用于閉環神經調控和類似實驗的通用軟件平臺，具有強大的適應性，不僅可以記錄和處理大腦信號、同步不同設備上的測量數據，還可以根據特定的時間協議提供感覺刺激或電刺激。

研究人員將BIC電極植入小獵犬腦內，術后對記錄的大腦信號和植入物進行驗證，發現BCI2000完全支持BIC設備的硬件功能，BIC/BCI2000設備可以記錄和處理自由行為期間的大腦信號。并且，該設備不僅可以執行BCI2000所能提供的所有功能，包括記錄和處理信號、可視化、提供刺激，還可以連接到本地WiFi網絡，并使用遙控軟件進行遠程控制。整個設備輕巧便攜，可以通過背帶直接由中等大小的動物攜帶。

隨著進一步的開發和驗證，該工作將為人類的自適應性神經技術研究創造首個全面的生態系統，幫助其他研究團隊更容易地開發新的神經調控方案，克服不同神經系統疾病帶來的影響。

人類進一步開發臨床神經調控方案的最大挑戰是，如何將專業的技術、實驗、臨床知識轉化為可供人類使用的設備。本研究始于Gerwin Schalk教授加入TCCI之前，他目前所在的應用神經技術前沿實驗室是TCCI自主開展科學研究的平臺之一，也是將科學認知轉化為落地技術的試驗田，將繼續專注于開發理解人類大腦、改善人們生活體驗的技術與設備。

TCCI應用神經技術前沿實驗室主任Gerwin Schalk教授

目前，TCCI已經建成兩個前沿實驗室，一個是與華山醫院合作設立的應用神經技術前沿實驗室，一個是與上海市精神衛生中心合作成立的人工智能與精神健康前沿實驗室。

關于TCCI

天橋腦科學研究院（Tianqiao and Chrissy Chen Institute，TCCI）是由陳天橋、雒芊芊夫婦私人出資10億美元創建的，旨在支持、推進全球范圍內腦科學研究，造福全人類，目前已經成為世界最知名和最大規模的支持人類腦科學研究的科研機構之一。

TCCI一期投入5億元人民幣支持中國的腦科學研究，與上海周良輔醫學發展基金會合作成立上海陳天橋腦健康研究所（又名TCCI轉化中心），致力于提升腦健康和腦疾病治療研究和成果轉化。后又與華山醫院、上海市精神衛生中心等建立戰略合作，設立了應用神經技術前沿實驗室、人工智能與精神健康前沿實驗室。在國際上，TCCI與加州理工學院合作成立TCCI加州理工研究院，設腦機接口、社交與決策神經科學、系統神經科學、分子與細胞神經科學、大腦成像、神經科學教育等多個中心，重點關注大腦基礎研究。TCCI還在北美、亞洲、歐洲、大洋洲主辦、資助了200多場高質量的學術會議。

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