本報天津電（記者龔相娟）記者從天津大學獲悉，近日，由天津大學腦機交互與人機共融海河實驗室與上海聯影醫療科技股份有限公司合作研發的全球首套腦機交互定制化磁共振平臺“神工-神觀”正式啟用。該平臺創新構建動態勻場與超高梯度協同賦能的神經影像專用磁共振成像系統，成功實現微米級結構功能特征的在體無創高時空分辨全腦解析，為下一代高性能腦機接口研發提供關鍵支撐。
作為人體最為復雜和精密的器官，解密大腦是人類的終極夢想，正在快速發展的腦機接口技術為人類了解自己的大腦打開了一扇小小的窗口。然而，大腦約有860億個神經元，對于這樣無時無刻不在活動的神經網絡，如何檢測解析隱含更多信息量但相對更微弱的全腦頭皮腦電信號，讓腦機接口技術在安全和高生物相容性的層面，看得更深、更清，一直是科學家探索突破的關鍵領域。
針對腦機技術攻關中的痛點問題，項目團隊聯合清華大學、中國科學院先進技術研究院、天津市環湖醫院等10家單位，聚焦磁共振成像高時空分辨能力的瓶頸突破，利用磁共振設備對結構功能成像時空分辨能力，融合“光、聲、電、磁”的多模態研究體系，形成了覆蓋腦研究全流程的技術能力。在功能協同層面，該平臺展現出強大的綜合性能：一方面，可同步開展核磁成像與腦電記錄，精準捕捉腦部活動的細微變化；另一方面，能通過超聲、電刺激技術對腦部進行精準調控，且調控過程與成像系統實時聯動，突破傳統磁共振影像設備的“診斷”與“拍攝”功能邊界，讓其從“觀測工具”升級為“交互研究平臺”，真正實現了腦部研究中“觀測”與“干預”的同步協同，為科研人員提供了更立體、更動態的研究視角，為腦科學研究開辟了全新的技術路徑。
作為平臺的核心支撐，讀腦專用磁共振成像設備搭載了全球最高梯度磁場與高階動態勻場，單軸可達到世界最高梯度場強650mT/m（高于目前臨床和主流科研用磁共振的梯度性能），支持跨“微觀-介觀-宏觀”尺度的腦功能特征的在體無創解析，既能以亞毫米級的精度精準定位大腦活動的“位置”，又能以亞秒級的速度捕捉大腦活動的“時序”，賦能認知神經網絡的高時間分辨動態檢測和高空間分辨功能編解碼。基于超高梯度性能和超快速的梯度切換率，可實現更快速的腦功能成像，通過高精度的腦活動解碼技術，可實現更高的時間分辨率，捕捉大腦更精細的意圖信號。
天津大學醫學部醫學院副院長、國家級青年人才、國家重點研發計劃項目首席科學家范秋筠介紹，“對大腦結構功能的高時空解析，是開發高效能腦機交互技術的重要基礎。我們借助核磁這一大腦的‘超級相機’，實現了亞秒級功能成像和亞毫米級擴散成像能力，項目研發的人工智能影像輔助工具，預期成果將覆蓋‘診—療—康’醫療健康全流程，已進入國家醫療器械三類證申報流程，即將落地臨床、服務民生”。
