30-50例腦機接口手術或明年落地!技術百花齊放明星企業涌現
《科創板日報》12月8日訊(記者 張洋洋)“在氣囊手套輔助下,患者已可以自如地手拿杯子喝水。”在今年的國際腦機接口大會上,復旦大學附屬華山醫院院長毛穎,透露了上海首例腦機接口植入患者的最新恢復情況。毛穎介紹,患者的恢復過程非常順利,改善也非常明顯。
今年11月,上海這例手術引發廣泛關注。該手術患者因車禍造成頸椎脊髓損傷,手部無法抓握,無法站立,4年康復無改善。
通過華山醫院的神經外科手術,一個硬幣大小的腦機接口體內機被嵌入他的顱骨外,成功采集到了患者大腦中感覺運動區域的神經信號。
這是全國首例使用“軀體感覺誘發電位+在線高頻信號分析”技術完成電極植入精準定位的手術。
據毛穎介紹,這次手術通過采用自主研發“在線時域空域腦功能定位系統”,只用了3.3分鐘就快速精準地定位了手部運動/感覺腦區,手術耗時僅1小時40分鐘就完成了手術,大幅縮短了手術時間并降低風險?;颊咴谛g后第三天已能下床坐輪椅。
據清華大學生物醫學工程學院教授洪波在本次大會上透露,中國自主研發的NEO腦機接口設備明年將應用在全國約10個中心、30-50例腦機接口植入手術中。
▍腦機接口:生物醫藥產業的重要發展方向
在腦科學研究中,腦機接口是一個近年來快速發展的領域。簡單來講,這項技術就是通過獲取、解碼腦信號,將用戶的意圖指令傳輸到外部設備上,用于替代或補充人類的外周功能,比如說通過意念控制假肢、移動光標、甚至玩游戲等等。
這項技術的成熟和應用,未來不僅可以幫助一些身體受限的患者大大提升生活質量,對于健康人來說也可能會發展出很多有趣的應用場景。
我國“十四五”規劃將腦科學列為重要的國家戰略性前沿科技與研究方向。產業界對腦機接口已經有了明確的方向。馬斯克預言五年后腦機接口信號傳輸速度將比人類交流還快,十年后會有數百萬人使用Neuralink,未來手機將被腦機取代,行動不便人士能正?;顒樱胀ㄈ送ㄟ^大腦進行溝通。
“腦機接口涉及的是一個非常大的產業集群,包括生物材料、芯片、人工智能和大模型等。”毛穎認為,只有實現了腦和機的交互,才是真正的腦機接口,發展腦機接口,主要是“‘腦”和“機”進行研究。想要提取腦的信號,需要各種生物相容性的電極;對信號數據進行整合和處理,需要發展芯片;對信號進行解讀和調控,需要計算數學。
“未來,腦機接口會是生物醫藥產業的一個重要發展方向。我們有理由相信,在大量病例訓練和技術迭代基礎上,會有更好更適用的臨床場景。”毛穎說。
▍技術百花齊放,能否帶來收益是關鍵
從技術角度而言,目前,腦機接口可分為三種路徑,分別是侵入式、半侵入式和非侵入式。不同技術路徑應用場景不同,因技術成熟差異也各有利弊。
在中國科學院上海微系統與信息技術研究所副所長、腦虎科技創始人陶虎看來,腦機接口有諸多不同的技術方向,沒有哪條技術方向一定是未來。
“技術選擇應該是開放的。在短期內,腦機接口落地的關鍵也正取決于這項技術是否能給重大腦疾病帶來重大收益,尤其是過去的治療手段所不能帶來的收益?!碧栈⒈硎?。
在陶虎看來,腦機接口同樣也是妥協與優化的藝術。一方面,進行腦機接口治療,尤其需要謹慎評估對病人帶來的收益是否能彌補對病人進行腦部手術的風險。而另一方面,在技術本身的演進上,也必然要為了安全來舍棄一部分的“激進”。
“信號的物理本質決定了,腦機接口越接近大腦,那么采集到的信號質量就越好,調控大腦的精度就越高,但這可能也會對大腦有更大的損傷。”也正因此,對于技術本身來說,克制自己的炫技,平衡對于功耗、發熱的要求,減少對腦部的損傷,做好對現有場景與病癥的支持,這些無論是對患者個體,還是整個腦機接口產業發展,都至關重要。
▍仍需集中投入資源
隨著技術的進步和政策不斷推動,我國的腦科學研究成果正在從實驗室加速邁向產業化。國內各地正在加速推進推進腦科學的產業化落地進程。
北京今年4月發布了相關產業發展行動方案,提出到2026年,培育多家龍頭企業;2030年,培育百家中小企業,形成產業發展集聚區。
而上海在2018年就成立了“腦科學與類腦研究中心”,明確將腦科學與類腦智能列為戰略領域重點布局。
深圳目前也已聚集了近百家腦科學與類腦智能產業領域重點企業,預計2025年相關產業規??蛇_40億元。
作為腦機接口領域頂尖會議,國際腦機接口大會由天橋腦科學研究院與腦機接口協會聯合主辦,是該國際頂級學術會議創辦25年后首次落戶亞洲,并且選在上海。
“上海天然具有做腦機接口產業的科技稟賦,不僅僅是在于其國際化的屬性,更是在于腦機接口本身正是上海三大先導產業人工智能、集成電路、生物醫藥的一個交叉點”,陶虎說,“我們需要集成電路的方式做腦機接口,需要電極芯片、系統集成,也需要通過人工智能方法做大規模的腦電數據對接,同時腦機接口應用于臨床,本身也是生物醫藥的一部分。”
近幾年,中國腦機接口企業正抓住前沿產業機遇,在資本助力下,發展出一批明星公司。
目前,優腦銀河、階梯醫療、腦虎科技等雖處在A輪的中國腦機接口企業,累計融資額達到數億人民幣,除此之外,博睿康科技、回車科技、寧矩科技、云睿智能等企業也獲得了多輪融資。
作為創業者,陶虎表示,腦機接口目前仍是新興產業,現階段更需要的是資源的集中投入,在過去,國內的初創企業、科研團隊,往往需要從各個渠道尋找資金,但如今隨著國家與上海市在這一賽道的愈加重視,對于一批“種子選手”給予必要支持,從而避免在賽道初期就內卷與內耗。
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