2025年10月18日,在2025腦機(jī)接口 - 核磁共振高峰論壇上,一項(xiàng)具有劃時(shí)代意義的科研成果驚艷亮相——由天津大學(xué)腦機(jī)交互與人機(jī)共融海河實(shí)驗(yàn)室與上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司攜手研發(fā)的全球首套腦機(jī)交互定制化磁共振平臺(tái)“神工 - 神觀(guān)”正式啟用,這一成果標(biāo)志著腦科學(xué)研究領(lǐng)域邁向了全新的發(fā)展階段。

“神工 - 神觀(guān)”平臺(tái)創(chuàng)新性地構(gòu)建了動(dòng)態(tài)勻場(chǎng)與超高梯度協(xié)同賦能的神經(jīng)影像專(zhuān)用磁共振成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了微米級(jí)結(jié)構(gòu)功能特征的在體無(wú)創(chuàng)高時(shí)空分辨全腦解析,這一突破為下一代高性能腦機(jī)接口的研發(fā)提供了關(guān)鍵支撐。在腦科學(xué)研究領(lǐng)域,高時(shí)空分辨的全腦解析一直是科研人員夢(mèng)寐以求的能力,而“神工 - 神觀(guān)”的出現(xiàn),填補(bǔ)了這一技術(shù)空白。
從可靠信息來(lái)源獲悉,以往傳統(tǒng)的磁共振成像技術(shù)在時(shí)空分辨率上存在一定局限,難以滿(mǎn)足腦機(jī)接口技術(shù)對(duì)大腦精細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)活動(dòng)的高精度捕捉需求。而“神工 - 神觀(guān)”通過(guò)動(dòng)態(tài)勻場(chǎng)與超高梯度的協(xié)同作用,大幅提升了成像的時(shí)空分辨率,使得科研人員能夠更清晰地觀(guān)察到大腦的微觀(guān)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化。
針對(duì)腦機(jī)技術(shù)攻關(guān)中的痛點(diǎn)問(wèn)題,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)聯(lián)合了清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究院、天津市環(huán)湖醫(yī)院等10家單位,形成了一股強(qiáng)大的科研合力。各方聚焦磁共振成像高時(shí)空分辨能力的瓶頸突破,充分利用磁共振設(shè)備對(duì)結(jié)構(gòu)功能成像的時(shí)空分辨能力,同時(shí)融合“光、聲、電、磁”的多模態(tài)研究體系,形成了覆蓋腦研究全流程的技術(shù)能力。
這種跨單位、跨領(lǐng)域的合作模式,充分發(fā)揮了各方的優(yōu)勢(shì)。清華大學(xué)在基礎(chǔ)理論研究方面具有深厚的積累,中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究院在前沿技術(shù)研發(fā)上有著豐富的經(jīng)驗(yàn),天津市環(huán)湖醫(yī)院則在臨床應(yīng)用方面提供了寶貴的實(shí)踐數(shù)據(jù)。通過(guò)多方的緊密合作,“神工 - 神觀(guān)”平臺(tái)在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了全面突破。
在功能協(xié)同層面,“神工 - 神觀(guān)”平臺(tái)展現(xiàn)出了強(qiáng)大的綜合性能。一方面,它可同步開(kāi)展核磁成像與腦電記錄,能夠精準(zhǔn)捕捉腦部活動(dòng)的細(xì)微變化。在傳統(tǒng)的腦研究中,核磁成像和腦電記錄往往是分開(kāi)進(jìn)行的,這就導(dǎo)致了對(duì)腦部活動(dòng)的觀(guān)察不夠全面和及時(shí)。而“神工 - 神觀(guān)”平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了兩者的同步進(jìn)行,為科研人員提供了更豐富的信息。
另一方面,該平臺(tái)能通過(guò)超聲、電刺激技術(shù)對(duì)腦部進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控,且調(diào)控過(guò)程與成像系統(tǒng)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。這一功能突破了傳統(tǒng)磁共振影像設(shè)備“診斷”與“拍攝”的功能邊界,讓磁共振設(shè)備從單純的“觀(guān)測(cè)工具”升級(jí)為“交互研究平臺(tái)”??蒲腥藛T可以在觀(guān)察腦部活動(dòng)的同時(shí),對(duì)腦部進(jìn)行干預(yù),真正實(shí)現(xiàn)了腦部研究中“觀(guān)測(cè)”與“干預(yù)”的同步協(xié)同,為腦科學(xué)研究開(kāi)辟了全新的技術(shù)路徑。
作為平臺(tái)的核心支撐,讀腦專(zhuān)用磁共振成像設(shè)備搭載了全球最高梯度磁場(chǎng)與高階動(dòng)態(tài)勻場(chǎng)。單軸可達(dá)到世界最高梯度場(chǎng)強(qiáng)650mT/m,這一強(qiáng)大的性能支持跨“微觀(guān)—介觀(guān)—宏觀(guān)”尺度的腦功能特征的在體無(wú)創(chuàng)解析。它既能以亞毫米級(jí)的精度精準(zhǔn)定位大腦活動(dòng)的“位置”,又能以亞秒級(jí)的速度捕捉大腦活動(dòng)的“時(shí)序”,賦能認(rèn)知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高時(shí)間分辨動(dòng)態(tài)檢測(cè)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,該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)更快速的腦功能成像。通過(guò)高精度的腦活動(dòng)解碼技術(shù),能夠捕捉大腦更精細(xì)的意圖信號(hào)。這意味著科研人員可以更深入地了解大腦的工作機(jī)制,為腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展提供更準(zhǔn)確的理論依據(jù)。
天津大學(xué)醫(yī)學(xué)部醫(yī)學(xué)院副院長(zhǎng)、國(guó)家級(jí)青年人才、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家范秋筠介紹,對(duì)大腦結(jié)構(gòu)功能的高時(shí)空解析,是開(kāi)發(fā)高效能腦機(jī)交互技術(shù)的重要基礎(chǔ)。借助核磁這一大腦的“超級(jí)相機(jī)”,“神工 - 神觀(guān)”平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了亞秒級(jí)功能成像和亞毫米級(jí)擴(kuò)散成像能力。
項(xiàng)目研發(fā)的人工智能影像輔助工具,預(yù)期成果將覆蓋“診—療—康”醫(yī)療健康全流程。目前,該工具已進(jìn)入國(guó)家醫(yī)療器械三類(lèi)證申報(bào)流程,即將落地臨床、服務(wù)民生。這意味著在未來(lái),患者將能夠受益于這一先進(jìn)的科研成果,獲得更精準(zhǔn)的診斷、更有效的治療和更完善的康復(fù)服務(wù)。
2025年10月18日,在2025腦機(jī)接口 - 核磁共振高峰論壇上,一項(xiàng)具有劃時(shí)代意義的科研成果驚艷亮相——由天津大學(xué)腦機(jī)交互與人機(jī)共融海河實(shí)驗(yàn)室與上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司攜手研發(fā)的全球首套腦機(jī)交互定制化磁共振平臺(tái)“神工 - 神觀(guān)”正式啟用,這一成果標(biāo)志著腦科學(xué)研究領(lǐng)域邁向了全新的發(fā)展階段。
“神工 - 神觀(guān)”平臺(tái)創(chuàng)新性地構(gòu)建了動(dòng)態(tài)勻場(chǎng)與超高梯度協(xié)同賦能的神經(jīng)影像專(zhuān)用磁共振成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了微米級(jí)結(jié)構(gòu)功能特征的在體無(wú)創(chuàng)高時(shí)空分辨全腦解析,這一突破為下一代高性能腦機(jī)接口的研發(fā)提供了關(guān)鍵支撐。在腦科學(xué)研究領(lǐng)域,高時(shí)空分辨的全腦解析一直是科研人員夢(mèng)寐以求的能力,而“神工 - 神觀(guān)”的出現(xiàn),填補(bǔ)了這一技術(shù)空白。
從可靠信息來(lái)源獲悉,以往傳統(tǒng)的磁共振成像技術(shù)在時(shí)空分辨率上存在一定局限,難以滿(mǎn)足腦機(jī)接口技術(shù)對(duì)大腦精細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)活動(dòng)的高精度捕捉需求。而“神工 - 神觀(guān)”通過(guò)動(dòng)態(tài)勻場(chǎng)與超高梯度的協(xié)同作用,大幅提升了成像的時(shí)空分辨率,使得科研人員能夠更清晰地觀(guān)察到大腦的微觀(guān)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化。
針對(duì)腦機(jī)技術(shù)攻關(guān)中的痛點(diǎn)問(wèn)題,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)聯(lián)合了清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究院、天津市環(huán)湖醫(yī)院等10家單位,形成了一股強(qiáng)大的科研合力。各方聚焦磁共振成像高時(shí)空分辨能力的瓶頸突破,充分利用磁共振設(shè)備對(duì)結(jié)構(gòu)功能成像的時(shí)空分辨能力,同時(shí)融合“光、聲、電、磁”的多模態(tài)研究體系,形成了覆蓋腦研究全流程的技術(shù)能力。
這種跨單位、跨領(lǐng)域的合作模式,充分發(fā)揮了各方的優(yōu)勢(shì)。清華大學(xué)在基礎(chǔ)理論研究方面具有深厚的積累,中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究院在前沿技術(shù)研發(fā)上有著豐富的經(jīng)驗(yàn),天津市環(huán)湖醫(yī)院則在臨床應(yīng)用方面提供了寶貴的實(shí)踐數(shù)據(jù)。通過(guò)多方的緊密合作,“神工 - 神觀(guān)”平臺(tái)在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了全面突破。
在功能協(xié)同層面,“神工 - 神觀(guān)”平臺(tái)展現(xiàn)出了強(qiáng)大的綜合性能。一方面,它可同步開(kāi)展核磁成像與腦電記錄,能夠精準(zhǔn)捕捉腦部活動(dòng)的細(xì)微變化。在傳統(tǒng)的腦研究中,核磁成像和腦電記錄往往是分開(kāi)進(jìn)行的,這就導(dǎo)致了對(duì)腦部活動(dòng)的觀(guān)察不夠全面和及時(shí)。而“神工 - 神觀(guān)”平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了兩者的同步進(jìn)行,為科研人員提供了更豐富的信息。
另一方面,該平臺(tái)能通過(guò)超聲、電刺激技術(shù)對(duì)腦部進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控,且調(diào)控過(guò)程與成像系統(tǒng)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。這一功能突破了傳統(tǒng)磁共振影像設(shè)備“診斷”與“拍攝”的功能邊界,讓磁共振設(shè)備從單純的“觀(guān)測(cè)工具”升級(jí)為“交互研究平臺(tái)”??蒲腥藛T可以在觀(guān)察腦部活動(dòng)的同時(shí),對(duì)腦部進(jìn)行干預(yù),真正實(shí)現(xiàn)了腦部研究中“觀(guān)測(cè)”與“干預(yù)”的同步協(xié)同,為腦科學(xué)研究開(kāi)辟了全新的技術(shù)路徑。
作為平臺(tái)的核心支撐,讀腦專(zhuān)用磁共振成像設(shè)備搭載了全球最高梯度磁場(chǎng)與高階動(dòng)態(tài)勻場(chǎng)。單軸可達(dá)到世界最高梯度場(chǎng)強(qiáng)650mT/m,這一強(qiáng)大的性能支持跨“微觀(guān)—介觀(guān)—宏觀(guān)”尺度的腦功能特征的在體無(wú)創(chuàng)解析。它既能以亞毫米級(jí)的精度精準(zhǔn)定位大腦活動(dòng)的“位置”,又能以亞秒級(jí)的速度捕捉大腦活動(dòng)的“時(shí)序”,賦能認(rèn)知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高時(shí)間分辨動(dòng)態(tài)檢測(cè)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,該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)更快速的腦功能成像。通過(guò)高精度的腦活動(dòng)解碼技術(shù),能夠捕捉大腦更精細(xì)的意圖信號(hào)。這意味著科研人員可以更深入地了解大腦的工作機(jī)制,為腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展提供更準(zhǔn)確的理論依據(jù)。
天津大學(xué)醫(yī)學(xué)部醫(yī)學(xué)院副院長(zhǎng)、國(guó)家級(jí)青年人才、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家范秋筠介紹,對(duì)大腦結(jié)構(gòu)功能的高時(shí)空解析,是開(kāi)發(fā)高效能腦機(jī)交互技術(shù)的重要基礎(chǔ)。借助核磁這一大腦的“超級(jí)相機(jī)”,“神工 - 神觀(guān)”平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了亞秒級(jí)功能成像和亞毫米級(jí)擴(kuò)散成像能力。
項(xiàng)目研發(fā)的人工智能影像輔助工具,預(yù)期成果將覆蓋“診—療—康”醫(yī)療健康全流程。目前,該工具已進(jìn)入國(guó)家醫(yī)療器械三類(lèi)證申報(bào)流程,即將落地臨床、服務(wù)民生。這意味著在未來(lái),患者將能夠受益于這一先進(jìn)的科研成果,獲得更精準(zhǔn)的診斷、更有效的治療和更完善的康復(fù)服務(wù)。