全球首套脑机交互定制化磁共振平台在天津启用

本报天津电(记者龚相娟)记者从天津大学获悉，近日，由天津大学脑机交互与人机共融海河实验室与上海联影医疗科技股份有限公司合作研发的全球首套脑机交互定制化磁共振平台“神工-神观”正式启用。该平台创新构建动态匀场与超高梯度协同赋能的神经影像专用磁共振成像系统，成功实现微米级结构功能特征的在体无创高时空分辨全脑解析，为下一代高性能脑机接口研发提供关键支撑。

作为人体最为复杂和精密的器官，解密大脑是人类的终极梦想，正在快速发展的脑机接口技术为人类了解自己的大脑打开了一扇小小的窗口。然而，大脑约有860亿个神经元，对于这样无时无刻不在活动的神经网络，如何检测解析隐含更多信息量但相对更微弱的全脑头皮脑电信号，让脑机接口技术在安全和高生物相容性的层面，看得更深、更清，一直是科学家探索突破的关键领域。

针对脑机技术攻关中的痛点问题，项目团队联合清华大学、中国科学院先进技术研究院、天津市环湖医院等10家单位，聚焦磁共振成像高时空分辨能力的瓶颈突破，利用磁共振设备对结构功能成像时空分辨能力，融合“光、声、电、磁”的多模态研究体系，形成了覆盖脑研究全流程的技术能力。在功能协同层面，该平台展现出强大的综合性能：一方面，可同步开展核磁成像与脑电记录，精准捕捉脑部活动的细微变化；另一方面，能通过超声、电刺激技术对脑部进行精准调控，且调控过程与成像系统实时联动，突破传统磁共振影像设备的“诊断”与“拍摄”功能边界，让其从“观测工具”升级为“交互研究平台”，真正实现了脑部研究中“观测”与“干预”的同步协同，为科研人员提供了更立体、更动态的研究视角，为脑科学研究开辟了全新的技术路径。

作为平台的核心支撑，读脑专用磁共振成像设备搭载了全球最高梯度磁场与高阶动态匀场，单轴可达到世界最高梯度场强650mT/m(高于目前临床和主流科研用磁共振的梯度性能)，支持跨“微观-介观-宏观”尺度的脑功能特征的在体无创解析，既能以亚毫米级的精度精准定位大脑活动的“位置”，又能以亚秒级的速度捕捉大脑活动的“时序”，赋能认知神经网络的高时间分辨动态检测和高空间分辨功能编解码。基于超高梯度性能和超快速的梯度切换率，可实现更快速的脑功能成像，通过高精度的脑活动解码技术，可实现更高的时间分辨率，捕捉大脑更精细的意图信号。

天津大学医学部医学院副院长、国家级青年人才、国家重点研发计划项目首席科学家范秋筠介绍，“对大脑结构功能的高时空解析，是开发高效能脑机交互技术的重要基础。我们借助核磁这一大脑的‘超级相机’，实现了亚秒级功能成像和亚毫米级扩散成像能力，项目研发的人工智能影像辅助工具，预期成果将覆盖‘诊—疗—康’医疗健康全流程，已进入国家医疗器械三类证申报流程，即将落地临床、服务民生”。