脑机接口又有新进展 或将成为市场新风口

近期,脑机接口技术又有新进展,在国际上引起广泛关注。国际著名学术期刊《自然》最新发表两篇论文神经科学论文,研究人员报告研发出新的脑机接口装置(BCI),能够比现有技术更迅速、更准确且覆盖更大词汇量地将大脑活动解码为语言。该研究结果展示旨在帮助严重瘫痪人群恢复沟通能力的技术的进步。两项研究相互独立,分别来自美国斯坦福大学团队和加州大学旧金山分校团队。

两项研究的植入物根据大脑活动,将神经信号翻译成文本或单词。两项研究的结果大致相似。患者的平均语速约为60~80个单词/分钟,几乎是正常对话速度的一半,但比之前脑机接口成果的速度至少快三倍。这无疑又是脑机接口技术的又一突破性进展。

脑机接口技术从问世开始,就受到世界各国的关注。其技术原理是通过将电极放置在特定大脑区域旁边,读取电活动并将想法和意图转化为控制信号。脑机接口技术将人类的大脑设置成“终端”,连接外部设备,进而使大脑和设备建立直接通信,实现信息的双向流动,通俗地说,就是人类用自己的意念去控制机器。

据报道,国内已有多家创投机构在布局脑机接口赛道。红杉中国、鼎晖投资、蓝驰创投等创投机构近年均在脑机接口赛道出手投资,行业中也涌现出脑虎科技、臻泰智能等热门公司。

2023年7月的世界人工智能大会上,脑虎科技发布七项横跨科研、临床及商业化的科研成果,从柔性电极、动物实验、探索性人体试验三个维度展示了新近的探索和成果,同样引起业内的广泛关注。

其中两项学术成果,分别是“丝蛋白神经光电极”实现大脑神经解析与调控、“类蚊口器仿生柔性神经探针电极”实现硬脑膜外微创植入。两项科研成果,实验对象是脑虎科技的动物员工,2岁的拉布拉多犬「尼奥」和7岁恒河猴「悟空」,它们分别完成了脑机接口的电极植入手术,在植入256通道皮层电极后均可采集LFP信号,「尼奥」成功实现运动解码,「悟空」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。犬类实验中的运动轨迹高精度解码,已成功完成多模态信号采集及复杂系统建模,实时解码实现脑电控制,未来将在医疗、军事等领域有更多的应用场景。恒河猴实验显示,通过全套的自研设备,可实时采集256通道的皮层脑电信号,完成恒河猴运动意图的连续解码,并利用实时解码数据让猴子通过意念控制继续游戏,达到“脑控”效果。为将来的脑控实验打下坚实的科研基础,是迈向临床实验的第一步。

另外,在2023年上半年在医疗临床也取得良好成果,共合作完成3项脑机接口植入手术,手术过程都非常顺利。2023年2月,顺利完成一项256通道柔性深部电极的植入手术,成功实现单神经元Spike信号记录。2023年5月,基于柔性皮层脑机接口技术,实现汉语言解码与合成,通过术中临时植入256通道柔性皮层电极,结合自主开发的后端脑电采集设备,术中记录受试者发音过程中的脑电信号,实现汉语语音解码和合成。2023年6月,基于柔性皮层脑机接口技术,实现重要脑功能区定位,通过植入256通道皮层电极,结合自主开发的后端脑电采集设备和处理软件,采集并分析受试者语言任务中的脑电信号,实现患者术中语言区实时定位,指导外科医生精准切除脑区病灶,保留患者的重要脑功能。

脑虎科技成立于2021年,是一家以柔性脑机接口技术去保护和探索大脑的生命科技公司,聚焦最具想象空间的侵入式脑机接口设备研发,并率先获得国内临床伦理批件,开展了数例科研临床实验并取得了良好的预期效果。

公司自主研发微创侵入式高通量柔性脑机接口技术,打破国外技术垄断,并在柔性电极、生物材料、芯片设计、核心算法、数字脑库、植入方式、临床应用及生态建设等多环节领先,目前脑虎科技自主产权的首批产品已实现落地。

脑虎科技产品主要面向两个市场,一是以“脑计划”为依托的科研市场,助力“脑计划”的基础研究工具平台;另一个是具有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。

目前,在ChatGPT、CPO等概念相继走红后,脑机接口产业又成市场风口。随着脑机接口技术的不断发展,世界各国也在逐步制定相关计划和部署执行机构,根据《脑机接口标准化白皮书2021》,2019年全球脑机接口市场规模约12亿美元,预计2027年达37亿美元,脑机接口市场的打开将为商用芯片、通信IP等打开全新市场空间。