盡管目前國內(nèi)誕生了一大批腦機(jī)接口企業(yè),但在芯片等核心技術(shù)領(lǐng)域,仍然大部分依賴進(jìn)口,推進(jìn)自主研發(fā)核心技術(shù)將成為未來行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
在Neuralink公司創(chuàng)始人馬斯克公布了腦機(jī)接口的最新進(jìn)展后,中國團(tuán)隊(duì)也火速跟進(jìn),宣布了在腦機(jī)接口領(lǐng)域的最新突破。
2月26日A股開盤后,腦機(jī)接口概念股應(yīng)聲上漲,截至中午收盤,漢威科技(300007.SZ)股價(jià)上漲近2%,三博腦科(301293.SZ)股價(jià)上漲2.5%,東方中科(002819.SZ)股價(jià)上漲超3%。
第一財(cái)經(jīng)記者了解到,盡管目前國內(nèi)誕生了一大批腦機(jī)接口企業(yè),但在芯片等核心技術(shù)領(lǐng)域,仍然大部分依賴進(jìn)口,推進(jìn)自主研發(fā)核心技術(shù)將成為未來行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
清華團(tuán)隊(duì)公開兩例患者植入
2月26日官方消息稱,首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院神經(jīng)外科賈旺教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合清華大學(xué)洪波教授團(tuán)隊(duì),利用微創(chuàng)腦機(jī)接口技術(shù)首次成功幫助高位截癱患者實(shí)現(xiàn)意念控制光標(biāo)移動(dòng),這意味著我國在腦機(jī)接口領(lǐng)域取得新突破。
據(jù)介紹,一名35歲的截癱患者聚精會(huì)神注視著屏幕,就能使屏幕上一個(gè)紅色小球向另一端的藍(lán)色小球緩慢移動(dòng)、接近并重合。看似簡單的動(dòng)作意味著患者與科技電子產(chǎn)品通過腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)交互。
這一進(jìn)展與上周馬斯克宣布首例腦機(jī)接口患者意念移動(dòng)光標(biāo)“異曲同工”。Neurallink公司已于1月28日完成了首例人類患者大腦芯片植入。上周,馬斯克稱,首例腦機(jī)接口植入者僅通過意念就可以在屏幕上移動(dòng)鼠標(biāo),目前公司正試圖讓患者“通過意念盡可能多地按下鼠標(biāo)按鈕”,包括上下移動(dòng)光標(biāo)并拖動(dòng)屏幕上的框。
在中國,相關(guān)腦機(jī)接口設(shè)備的患者植入要早于Neuralink公司。據(jù)公開信息,清華團(tuán)隊(duì)的腦機(jī)接口就至少進(jìn)行了兩例患者植入。上個(gè)月,清華大學(xué)宣布已經(jīng)與宣武醫(yī)院團(tuán)隊(duì)成功進(jìn)行首例無線微創(chuàng)腦機(jī)接口臨床試驗(yàn),成功讓一名四肢癱瘓14年的高位截癱患者實(shí)現(xiàn)自主抓握等腦控功能。該患者經(jīng)過三個(gè)月的居家康復(fù)訓(xùn)練后,可以通過腦電活動(dòng)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)手套,實(shí)現(xiàn)自主喝水等腦控功能,抓握準(zhǔn)確率超過90%。
根據(jù)最新發(fā)布的消息,去年12月19日,天壇醫(yī)院賈旺團(tuán)隊(duì)為患者成功實(shí)施微創(chuàng)無線腦機(jī)接口植入手術(shù),將微型腦機(jī)接口處理器植入患者顱骨中,并成功采集到腦膜外的感覺運(yùn)動(dòng)腦區(qū)神經(jīng)信號(hào),術(shù)后第10天患者順利出院。
賈旺介紹稱,患者居家后,研究團(tuán)隊(duì)通過遠(yuǎn)程指導(dǎo),對(duì)其進(jìn)行無線腦機(jī)接口輔助康復(fù)訓(xùn)練。系統(tǒng)通過體外機(jī)隔著患者頭皮為體內(nèi)機(jī)無線供電,實(shí)現(xiàn)神經(jīng)電生理數(shù)據(jù)傳輸,并把腦電信號(hào)翻譯成外部設(shè)備的控制指令。
經(jīng)過近兩個(gè)月的康復(fù)訓(xùn)練,患者不但可通過意念活動(dòng)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)手套抓握水瓶,還可控制電腦屏幕上的光標(biāo)移動(dòng)。賈旺表示,能實(shí)現(xiàn)這樣的功能,得益于電極的精準(zhǔn)定位植入以及神經(jīng)電生理信號(hào)的高效傳輸和準(zhǔn)確解碼。
第一財(cái)經(jīng)記者了解到,天壇醫(yī)院聯(lián)合清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的腦機(jī)接口設(shè)備技術(shù)路徑與馬斯克Neuralink的并不相同。Neuralink手術(shù)需要進(jìn)行開顱,屬于有創(chuàng)手術(shù);而清華醫(yī)學(xué)院洪波教授設(shè)計(jì)研發(fā)的無線微創(chuàng)腦機(jī)接口NEO(Neural Electronic Opportunity)使用微創(chuàng)手術(shù)的方法將電極放在大腦硬膜外,不侵入大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞,不會(huì)破壞神經(jīng)組織。
盡管采用了不同的技術(shù)路徑,但Neuralink和清華團(tuán)隊(duì)腦機(jī)接口要實(shí)現(xiàn)的早期目標(biāo)是一致的,都是為了幫助失去行動(dòng)能力的患者恢復(fù)部分語言和運(yùn)動(dòng)功能。
馬斯克曾表示,公司最初將從漸凍癥(ALS)、失明、四肢截癱等臨床上無法治療的神經(jīng)相關(guān)重大疾病入手,讓患者重獲行動(dòng)能力。
洪波也介紹,目前團(tuán)隊(duì)正不斷優(yōu)化腦機(jī)接口解碼算法,計(jì)劃幫助患者實(shí)現(xiàn)通過意念活動(dòng)控制電子書翻頁、光標(biāo)點(diǎn)擊確認(rèn)等,增強(qiáng)患者與電子設(shè)備的交互能力,有望為高位截癱、肌萎縮側(cè)索硬化等神經(jīng)功能障礙患者提供全新的康復(fù)治療方向。
核心零部件仍依賴進(jìn)口
目前在全球,除了Neuralink之外,腦機(jī)接口商業(yè)化走在最前列的公司還有Synchron、Precision等,這些企業(yè)都在近一兩年內(nèi)宣布了融資,估值少則幾億美元,多則數(shù)十億美元。
在國內(nèi),也誕生了一批腦機(jī)接口商業(yè)化公司。例如,清華團(tuán)隊(duì)背后的腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)化公司為一家名為博睿康的公司,從事無線腦機(jī)接口的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。公開信息顯示,2022年12月,該公司獲得數(shù)億美元C輪融資。
國內(nèi)另一家直接對(duì)標(biāo)Neuralink技術(shù)的公司是上海的腦虎科技。腦虎科技CEO彭雷告訴第一財(cái)經(jīng)記者,腦虎科技已經(jīng)在動(dòng)物身上實(shí)現(xiàn)了意念控制,例如去年曾發(fā)布的猴子打乒乓游戲,實(shí)現(xiàn)讓猴子控制一個(gè)自由度光標(biāo)的邏輯,今年將適時(shí)更新進(jìn)展。
彭雷表示,大部分腦機(jī)接口公司的商業(yè)化路徑都會(huì)遵循從絕癥、到重癥、再到輕癥的邏輯,比如漸凍癥就是一個(gè)比較合適的突破口;在被驗(yàn)證安全性、有效性后,腦機(jī)接口設(shè)備可以進(jìn)行適應(yīng)證的拓展,用到帕金森、癲癇等重癥;進(jìn)而到一些神經(jīng)類輕癥疾病。
在用神經(jīng)調(diào)控干預(yù)抑郁癥方面,彭雷認(rèn)為,相比于DBS(深部腦刺激),腦機(jī)接口設(shè)備可能會(huì)提供更有效的調(diào)控、更精細(xì)的刺激,但這還需要三至五年的時(shí)間。
腦機(jī)接口領(lǐng)域?qū)Y源投入的要求巨大。在彭雷看來,中美是最有可能誕生全球影響力公司的國家。不過,中國和美國相比還存在一定差距,這種差距主要來自系統(tǒng)集成和工程化的能力。
目前腦虎科技正在做幾類配合腦機(jī)接口使用的相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品,一類是皮層電極,已經(jīng)在拿證的過程中;另一類是外設(shè)的腦電儀,預(yù)計(jì)今年年底會(huì)拿到二類證。彭雷透露,一體化的腦機(jī)接口產(chǎn)品即將進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段,拿證計(jì)劃還需要三至五年時(shí)間。
腦機(jī)接口芯片也是關(guān)鍵的核心技術(shù),目前的芯片部件仍主要依賴進(jìn)口,但中國研究機(jī)構(gòu)也在芯片領(lǐng)域進(jìn)行攻關(guān)。例如,去年10月,腦機(jī)交互與人機(jī)共融海河實(shí)驗(yàn)室、中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)宣布新一代8通道腦電采集國產(chǎn)芯片研發(fā)成功。
彭雷表示,未來腦機(jī)接口芯片的演進(jìn)趨勢(shì)一定是通道數(shù)越來越高,單通道功耗越來越低,前端信號(hào)處理的壓縮能力越來越強(qiáng);另外植入式產(chǎn)品的芯片需要滿足醫(yī)療器械的法律法規(guī),包括溫升、功耗等要求。
責(zé)任編輯:劉萬里 SF014
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