超高密度无线脑机接口问世：不扎针、不连线，单片成本仅25美元

美国哥伦比亚大学、斯坦福大学这些顶尖团队联手搞出了个大动静。

一款叫BISC的脑机接口设备来了，不是往大脑里“扎针”，而是像贴邮票似的贴在大脑表面，还能无线“读心”。

过去十年的侵入式脑机接口，光想想开颅手术就让人犯怵，这回BISC的出现，怕是要彻底改变这个行业的玩法。

BISC的核心是一块CMOS芯片，厚度才50微米，比头发丝还薄。

本来以为这么薄的芯片功能会打折扣，后来发现它居然集成了65536个微型电极，还有信号供电电路、无线收发器这些全套部件。

体积只有3立方毫米，往大脑表面一贴，几乎不占地方。

最让人惊喜的是它的成本，单片居然能控制在25美元以下。

要知道，CMOS集成电路工艺在医疗微电子领域早就很成熟了，现在应用占比超70%，这也为它低成本量产打下了基础。

对比一下现在主流的脑机接口设备，比如Neuralink初代产品，电极数量也就一千多个，BISC的65536个电极，数据采集精度可不是一个量级。

植入方式更是颠覆想象。

不用像以前那样开颅，神经外科医生只要在头骨上开条细槽，把芯片滑进去贴好就行。

培训一段时间就能上手，不用依赖那种昂贵的专用机器人。

它的体积效率是Neuralink的400倍，超薄设计让身体不容易排斥，而且能跟着大脑一起运动，电极不容易移位，长期用下来更稳定。

无线功能也没落下。

供电用的是磁耦合共振式，和手机无线充电原理类似，但13.56MHz的共振频率让能量传输效率更高。

数据传输用的是脉冲式超宽带技术，108Mbps的速率比蓝牙快了100倍，功耗还不到5毫瓦。

如此看来，无线传输的速度和功耗难题，BISC算是解决得挺到位。

高密度脑机接口有个绕不开的麻烦，就是“功耗-性能-面积”这三者的平衡。

芯片面积就那么点，既要低功耗不损伤神经，又要低噪声能准确采集信号，这事儿让行业内纠结了好久。

BISC用了主动传感、直接耦合加斩波放大的架构，这种设计在给定功耗和噪声条件下，面积效率确实很高。

另外，6万多个电极怎么高效读出数据也是个难题。

研究团队借鉴了图像传感器的设计，用时分复用技术把所有电极接到同一组放大器上，还改成了读出电荷的方式，速度一下就提上来了。

为了验证设计，他们还自己搞了个数模混合通用验证方法学。

本来用传统仿真器得花几个月，有了这个方法学，迭代速度快了不少。

动物实验的结果也很亮眼，猪身上稳定工作了两周，非人灵长类动物身上更是坚持了两个月。

更意外的是，他们还在灵长类视觉皮层观测到了行波信号，这以前可是没手段能捕捉到的。

这一下改变了大家的认知，原来皮层表面信号不只是反映神经元群体的平均活动。

个人觉得，这种技术上的突破，不光是设备性能的提升，更是为神经科学研究打开了一扇新大门。

BISC一开始就瞄准了三个应用方向：脊髓损伤或截肢患者的运动控制、失明患者的视觉恢复，还有耐药性癫痫的治疗。

现在全球大概有5000名患者在用侵入式脑机接口，癫痫治疗的缓解率也就30%左右，BISC的高密度精准调控，说不定能把这个比例提上去不少。

神经性疾病比如抑郁、失语，本质不是某个点出问题，而是整个神经网络活动异常。

BISC能实现高分辨率的记录和刺激，这为个性化治疗提供了可能。

不过，它要真正落地临床，还有个坎要过。

长期稳定性验证是个大问题，材料和封装技术还得再优化。

现在脑机接口人体试验的平均随访周期也就一年，BISC得拿出两年以上的稳定数据才让人放心。

目前这项技术已经授权给了KamptoNeurotech公司，曾南宇博士担任首席技术官。

短期来看，它会先作为科研平台，供神经科学家做研究。

中期就聚焦那些明确的医疗需求，长期来看，它可能成为一个平台化的技术体系。

脑机接口现在正从科研验证往临床可行过渡。

BISC这种低侵入、高密度、低成本还能量产的形态，说不定真能成为行业基础设施。

未来，听障、视障人士可能靠它恢复感官，普通人或许能通过它看见红外光、紫外光，甚至VR不用戴设备就能沉浸式体验。

这些听起来有点科幻，但有了BISC这样的技术突破，谁知道哪一天就实现了呢。