未来产业赢领明天丨脑虎科技：打造BCI+生态圈，

发布日期：2023-10-14 12:36 浏览：

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《流浪地球2》中，科学家进行数字生命实验，通过连接大脑的电极片将思维意识上传到计算机中。这虽然是科幻的电影桥段，但在现实中，人与计算机互连正在成为可能，脑机接口（BCI）正逐渐走进我们的生活。

“国内从事脑科学的科研人员数以万计，适用于脑机接口的脑疾病诊断病人更是几千万。”脑虎科技创始人兼CEO彭雷表示，作为底层核心技术，随着人工智能、神经生物学、医疗科技以及政策的不断进步，脑机接口技术逐步从实验阶段走向产业化落地。

脑虎科技创始人兼CEO彭雷。受访者供图

基于多年的技术储备及广阔的市场前景，2021年，中国科学院上海微系统所副所长陶虎携手中科大本科同学彭雷，联合创立了上海脑虎科技——一家通过柔性脑机接口技术来保护及探索大脑的生命科技公司。同年，企业自研的“微创植入式高通量柔性脑机接口技术”荣获2021年世界人工智能大会最高奖项SAIL奖，与华为盘古大模型共同入选“镇馆之宝”。

“留剑融鞘”，蚕丝也能植入大脑

在未来健康这一竞争激烈的新赛道上，脑虎科技独辟蹊径，首度将中国传统材料——蚕丝应用于脑电极的植入中，开发了蚕丝蛋白微创植入技术。这一刚柔相济的“中国式创新”，突破了脑机接口临床应用的一个关键瓶颈。

彭雷表示，基于蚕丝蛋白可控降解特性，将电极浸涂蛋白实现暂时硬质化，植入后蛋白溶解电极恢复柔性，无需外加引导装置，通过电极微创植入，可免去大范围开颅带来的伤害，有效地解决了神经电极在植入时产生创伤大的问题。此外，使用神经电极精准定位技术，可自动植入并绕过血管，从而避免进一步损伤。而且，植入后与大脑组织的排异反应也较小，安全程度高。

“马斯克的植入方式是制造一个名为‘缝纫机’的机器人，用硬质的钨针带着柔性电极插入大脑，再把针拔出来，线留在里面。而我们正在探索的方式，是用固化的蚕丝蛋白液包裹电极植入大脑，插到定点位置后，蚕丝蛋白慢慢降解，仅留下电极。”

彭雷用“留剑融鞘”一词来解释这一独特专利，他说：“可以这么理解，以电极为剑，用蚕丝蛋白做剑鞘，插入之后剑鞘融化，只留下剑本身。”

新发现新成果，掀起全新科技革命

脑虎科技主要面向的市场有两个，一个是以“脑计划”为依托的科研市场，主要是助力“脑计划”的基础研究工具平台；另一个是明确医学价值的医疗市场，针对明确的适应症如渐冻症、高位截瘫、失明等。

“我们实行的是科研团队跟商业化团队的‘双轨制’推进技术发展，属于产学研合作模式。”彭雷表示，“双轨制”的商业模式之下有效结合了中科院上海微系统所的科研能力和脑虎科技的商业人才优势。

在今年世界人工智能大会上，脑虎科技发布了七项横跨学术、临床及商业化的科技成果，包括多型号柔性电极、自动化科研手术机器人以及高通量神经信号采集分析系统等。

脑虎科技发布两项科研成果。受访者供图

其中，两项科研成果的实验对象分别是脑虎科技的动物员工：2岁的拉布拉多犬尼奥和7岁的恒河猴悟空，他们分别完成了脑机接口的电极植入手术。尼奥成功实现运动解码，悟空则成功实现通过意念打游戏的实验效果。通过两项动物实验显示，脑虎科技目前已实现了脑机接口系统从电极制备、信号采集、神经解码的全链条100%自研。

此外，脑虎科技首次在颞叶难治性癫痫患者上成功开展了柔性神经电极人体临床试验，实现单神经元放电信号记录。

“如何最大限度地利用大脑和最大限度损伤大脑之间取得平衡是脑机接口的核心技术难点。”彭雷指出，这项实验存在以下难点：手术室各种监护设备带来的噪声很大，要做到如何记录高质量的脑电信号，记录系统的排噪能力是有很大挑战的；植入体在术中的记录时间有限，如何有效记录到单神经元，又是一大挑战。

“在实验过程中，我们植入时尽可能减少损伤，此外利用高通量柔性电极实现高质量采集。”彭雷表示，这次实验使用了脑虎科技的深部电极+脑电仪跟软件来完成整个术式，是非常有重大突破的一次临床进展，也达到了有效性跟安全性的初步验证。

这项实验的成功，意味着接下来可以进一步开展柔性神经电极临床长期在体记录，实现渐冻症患者运动功能重建和语音合成。彭雷表示，后续脑虎科技会继续围绕这个场景做更多的科研临床尝试，这是在深部电极重要的科研成果。

脑机接口走向何方？生态圈边界仍需不断探索

目前，脑虎科技拥有近百位涉及医疗器械、芯片硬件、软件算法、材料、医学等不同背景的人才，形成了一支适应脑机接口交叉学科特点的核心研发团队。其中研发人员60%，硕士及以上人员占比70%，80后、90后是绝对主力。

至于未来脑机接口将走向何方？彭雷表示，无论是侵入式、非侵入式，都会具备多方向可延展的想象空间，好比蜂窝网格一般，逐步渗透到大家熟悉的领域，打造BCI+的生态圈，让脑科学也像AI赋能千行百业，如同世界人工智能大会上涉及到的脑机+类器官、脑机+脊髓等，终将会形成一座闭环的神经桥。脑机接口的未来有无限可能，生态圈的边界需要不断探索。

“人类大脑是宇宙中目前已知最复杂的事物，探索大脑本身是一项非常艰巨且充满挑战的事业。脑机接口又是一个涉及芯片、半导体、生物材料、算法等交叉学科的复杂的系统。”陶虎认为，未来，面临着如何最大限度地利用大脑和最低限度地损伤大脑的核心挑战。未来，也可能会遇到海外技术管制、伦理问题等瓶颈和挑战。”

陶虎表示，脑机接口是在做把病人变回正常人的过程，这就意味着要做更多的临床研究，做更大的重大脑疾病诊治。而脑机接口的天花板，就是想把正常人变成超人，希望在未来通过脑机接口把大脑跟外界更加强大的感知器和执行器联合起来，把人的五官、四肢做更多的延续。

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