電子發燒友網報道(文/莫婷婷)近期,埃隆·馬斯克(Elon Musk)的腦機接口公司Neuralink獲得6.5億美元(約合人民幣46.8億元)E輪融資的消息在業內傳開。作為侵入式腦機接口技術的“明星企業”,Neuralink的發展動態無疑引領了行業的前沿方向。
Neuralink的產品已成功植入3名患者體內。在國內,腦機接口技術同樣取得了相應的進步,就在6月6日,中國科學家在《科學》(Science)雜志上線的最新研究成果顯示,借助腦機接口等技術,新一代視覺假體能夠失明動物恢復可見光視力。這個研究成果由復旦大學集成電路與微納電子創新學院周鵬/王水源團隊、腦科學研究院張嘉漪/顏彪團隊聯合中國科學院上海技術物理研究所胡偉達團隊合作完成。
腦機接口技術攻堅期,AI技術融合發展
腦機接口指的是在生物腦與智能機器之間建立信息交流的直接通道,既可以解讀腦部信號、控制外部設備,也可以將信息編碼輸入大腦。根據腦信號采集的方式,可分為侵入式、半侵入式和非侵入式腦機接口。
侵入式的電生理信號記錄位置在皮層組織內,可以獲得高強度、高質量的信號,但成本更貴
安全風險更高,Neuralink就是侵入式腦機接口技術的代表企業。
非侵入式的電生理信號記錄位置在頭皮,成本低、方便易用、無創傷,被認為會最先商業化的技術路線,但采集的信號相對偏弱、空間分辨率低、易受外部環境干擾。
半侵入式的電生理信號記錄位置在皮層表面,優劣勢介于侵入式和非侵入式之間。
中國信通院的數據顯示,全球腦機接口非植入式技術路線的企業總量明顯多于植入式企業,比例幾乎達到8:2。國內腦機接口產品開發以非侵入式路徑為主。
但不管是哪個技術路線,都處于攻堅突破期,目前沒有實現大規模的落地,國內外企業的產品以進入臨床階段的居多。前瞻產業研究院的數據顯示,截至2024年底,我國腦機接口相關醫療器械備案注冊數量信息有222項,其中二類醫療器械數量達到194項。從相關醫療器械臨床注冊備案來看,國內企業的研究方向集中在腦電傳感器、腦電圖機/儀/系統領域。
在應用領域方面,業內普遍認為醫療健康領域是最直接、最主要的應用領域,也是最容易實現商業化的應用場景,例如在治療癲癇、帕金森、抑郁癥等疾病方面有明顯優勢。此前,馬斯克曾表示其產品已成功植入3名患者體內,雖然過程中也遇到一些困難,但運行情況良好。在CES 2025期間,馬斯克提到,公司計劃在今年內再植入約20-30例腦機接口,下一個研究方向將聚焦視障人士。
在殘障人士的研究方面,前文提到的復旦科學家團隊通過腦機接口技術,讓失明動物恢復視覺功能就是一個案例。復旦科學家團隊開發出視覺假體,光譜覆蓋范圍470-1550nm。這個視覺假體在沒有外部輔助設備的情況下,能夠幫助失明的動物模型恢復對可見光的感知能力,還賦予其感知紅外光、甚至識別紅外圖像的“超視覺”功能。
目前國內的研究應用方向主要以智能腦機接口系統、認知訓練與增強、腦科學與人工智能結合為主,侵入式和非侵入式的技術路線均有代表企業,包括強腦科技、品馳醫療、博睿康等。
BrainCo 強腦科技創立于2015年,是首家入選哈佛大學創新實驗室的中國團隊,主要提供非侵入式腦機接口技術解決方案,面向康復、大健康、人機交互等領域。其官網顯示,公司已經推出了智能仿生、智能健康、智能教育三大類產品。結合腦機接口技術和AI算法,強腦科技推出了智能仿生腿,在穿戴者行走時可根據環境與肌肉的情況進行實時步態調整。
品馳醫療專注于植入式神經調控產品,主要研發腦起搏器、迷走神經刺激器、脊髓刺激器、骶神經刺激器等產品,面向帕金森病、肌張力障礙、癲癇、疼痛、尿失禁等功能神經疾病患者。
品馳醫療推出的可充電方向性藍牙可感知腦起搏器,采用了全新結構的方向性刺激電極和刺激程序,為目標核團的特定功能亞區提供可選擇性方向刺激,實現精準治療,方向性電極結合藍牙可感知技術,在刺激大腦核團的同時獲取神經電生理信息,實現融合調控與感知功能的雙向腦(大腦)-機(腦起搏器)接口,為個性化、精細化調控刺激、治療提供臨床解決方案。
傳統電極與方向性電極示意圖(圖源:品馳)
除了上述企業,腦機接口技術也迎來了一些新的入局者,例如熵基科技在2024年10月成立了子公司熵云腦機,專注非侵入式腦機接口技術研發,聚焦教育、醫療、養老三大領域。
熵基科技成立于2007年,是一家多模態“計算機視覺與生物識別”(BioCV)領域的高科技企業,依托熵基科技在虹膜識別算法等多模態生物識別技術領域的積累,熵云腦機研發出多模態數據融合與分析技術,整合虹膜與視網膜圖像數據、腦電圖數據、臨床數據以及基因或蛋白數據等多種模態信息,通過深度學習和數據挖掘技術進行綜合分析,挖掘數據間的關聯與潛在規律。
從強腦科技、品馳醫療和熵云腦機的布局和進展可以看到,腦機接口正在與AI技術、藍牙技術的融合中迅速發展,并在多個應用領域展現出巨大潛力。其中AI技術的應用提升了腦機接口技術的數據處理能力和準確性。
國內醫療應用破局
在商業化進展上,國內已有醫療機構自研或采購了腦機接口設備,例如復旦大學附屬華山醫院康復醫學科采用了柔性手套、連接了腦機接口的外骨骼機器人等不同形態的設備,可以用來幫助用于幫助腦卒中、脊髓損傷等患者恢復運動和感覺功能;四川大學華西醫院完成了應用了腦機接口技術的腦膠質瘤切除術。
四川大學華西醫院“腦機接口”媒體溝通會還提到,全球首款利用神經可塑性的原理進行開發的腦機接口設備──“魔笛”預計會在2027年落地應用,患者在社區康復中心或是家里進行康復治療。四川大學華西醫院智能可穿戴老年健康管理系統實驗室主任、特聘研究員江寧表示,“腦卒中后,大腦與肢體之間的‘通信線路’被切斷,患者空有想動的念頭,卻無法指揮肢體行動。而我們研發的關聯性腦機接口,就如同給大腦安裝了一臺‘翻譯器’。”
目前,腦機接口技術的落地設備呈現出多樣化的產品形態,如頭戴式裝置、外骨骼系統以及仿生手/腿等。
天津大學科研團隊推出了無創手指穿戴設備、“神工”系列機器人。無創手指穿戴設備當作患者的“第六指”,依托非侵入式腦機接口技術,它能夠采集患者的腦電波信號,實現用意念控制這根“第六指”,并與真實手指配合完成抓握等精細動作。“神工”系列機器人已在多地醫院臨床測試成功,可以幫助患者用“意念”操控原本無法活動的肢體。
為了腦機接口技術加速走向臨床應用和規范化發展,相關的費用也逐漸明確。今年3月,國家醫保局發布《神經系統醫療服務價格項目立項指南》,其中為腦機接口新技術設立獨立價格項目,涵蓋非侵入式腦機接口適配費、侵入式腦機接口置入費與取出費等。
湖北、浙江兩地也公布了具體定價。湖北省將侵入式腦機接口置入費定為6552元/次,取出費3139元/次,非侵入式適配費為966元/次;浙江省定價相近,侵入式置入費6580元/次,取出費3150元/次,非侵入式適配費960元/次,并規定兒童患者在此基礎上加收30%。
中國信息通信研究院知識產權與創新發展中心主任李文宇提到,非植入式腦機接口技術與多種外設存在結合可行性,但大多處于科研探索和商業價值探索階段。
目前,腦機接口技術正處于持續發展階段,其基礎核心技術如信號采集與傳感等,以及應用關鍵技術如范式編碼、信號解碼等,均在科研機構與企業的協同研發下不斷取得創新突破。值得期待的是,隨著科研的深入與技術的進步,國內腦機接口技術在醫療領域的應用正逐步從實驗室走向臨床實踐,展現出巨大的潛力和廣闊的前景,有望在更多領域實現突破。
多家企業和研究機構紛紛推出了各自的創新項目和產品,涵蓋了醫療康復、智能家居、教育等多個領域。
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