国内多个团队宣称完成脑机接口“首例”!专家提醒:应正视国内外差距
2月1日,脑机接口概念股股价大涨,三博脑科(301293.SZ)涨停,市值逼近100亿元;东方中科(002819.SZ)和汉威科技(300007.SZ)盘中股价也一度上涨近6%。
国内脑机接口概念股大涨受马斯克脑机接口公司Neuralink完成首例患者芯片植入消息提振。1月31日,清华大学官网也发布新闻称,清华大学与宣武医院团队成功进行首例无线微创脑机接口临床试验。
就在马斯克宣布Neuralink首例患者试验完成当天,上海脑机接口公司脑虎科技彭雷就在社交媒体上称,该公司的“首例”脑机接口临床短期植入早在2023年2月就已完成,使用柔性电极,并采集到高质量的神经元Spike信号。
技术路径有何区别?
据清华研究团队介绍称,清华医学院洪波教授设计研发的无线微创脑机接口NEO(Neural Electronic Opportunity)与马斯克领导的Neuralink脑机接口不同,使用微创手术的方法将电极放在大脑硬膜外,通过长期动物试验研制,不会破坏神经组织。
在洪波看来,微创植入脑机接口系统植入于人体硬脑膜上,不侵入大脑皮层神经细胞,通过软硬件结合的信号增强技术获取高信噪比,有效解决了生物相容性问题;另外,植入体内脑机接口设备的体积约1元硬币大小,能在高信号强度、小植入损伤之间找到平衡。
复旦大学光电研究院研究员宋恩名向第一财经记者解释称,Neuralink的脑机接口是有创的侵入式脑机接口技术路线,清华团队的是半侵入式的微创技术路线。他认为,两种技术路线各有优势。从新闻发布的内容来看,清华的技术应该很有前景,但还需要更多数据的支撑。
半侵入式的植入设备介于深度脑植入与外部脑刺激设备之间,好处是可以减少侵入性外科手术对大脑的伤害,同时对大脑信号提取的精准度要高于外部连接设备;但缺点是由于该设备是贴附在大脑表层,能够处理的大脑信号仅限于大脑皮层信号,无法提取大脑深层的控制记忆、情绪等高级认知的信号。
上海三甲医院一名神经外科医生对第一财经记者表示:“最近脑机接口技术又被推上风口,从清华团队的报道来看,技术是不错的,但仍然有待患者例数的提升以及各种评价方式的佐证,比如核磁共振、电生理等,都要用来证实这种技术是有效的。”
脑机接口是一个涉及微电子、临床医学、材料、芯片、算法等十多门学科的交叉融合领域,是一个非常复杂的系统性工程,在技术上面临挑战。除此之外,任何植入大脑的设备在伦理方面也都会面临巨大的挑战,生物本体大脑容易受到产品泄漏电流的潜在危害,因此在安全性和有效性方面都有待进一步的验证。
Neuralink没有披露关于首例大脑芯片植入患者的详细信息,但马斯克曾表示,公司最初将从渐冻症(ALS)、失明、四肢截瘫等临床上无法治疗的神经相关重大疾病入手,让患者重获行动能力。
清华研究团队与宣武医院脑机接口的首例植入患者为一名四肢瘫痪14年的高位截瘫患者。据介绍,患者在植入10天后出院,经过三个月的居家康复训练后,目前患者可以通过脑电活动驱动气动手套,实现自主喝水等脑控功能,抓握准确率超过90%。
脑机接口已被写入“未来产业”
脑机接口已经被写入1月29日工信部、科技部等七部门联合印发的《推动未来产业创新发展的实施意见》。该文件聚焦未来产业,明确提出需要加强量子计算机、脑机接口、新型显示以及6G网络设备的研发。
在国内,已经涌现出一批面向产业化的脑机接口创新企业。脑虎科技称,该公司去年上半年就曾在临床上完成3项植入手术,并实现了单神经元Spike信号记录,汉语言解码与合成,以及患者术中语言区实时定位等功能,能指导外科医生精准切除脑区病灶,同时保留患者的重要脑功能。
第一财经记者了解到,清华团队背后的脑机接口产业化公司为一家名为博睿康的公司,从事无线脑机接口的研发和产业化。公开信息显示,2022年12月,该公司获得数亿美元C轮融资。
博睿康主要研发科研级脑电采集与刺激设备,应用于生物医学、心理学、神经科学等领域的科学研究;医疗级脑电设备,应用于癫痫、脑肿瘤、脑血管病等疾病的诊断与监护;微创植入脑机接口系统,应用于难治性癫痫治疗、神经系统疾病康复等临床场景。从与清华的合作来看,应该属于微创植入脑机接口系统。
在博睿康2022年的融资新闻中,洪波曾这样评论该公司:“当前博睿康脑电设备的性能已经和日本光电、美国Natus站在了同一高度。脑电设备之于脑机接口行业,就像iPhone之于手机行业;围绕扎实的硬件和操作系统,开发者可以改进电极材料、迭代软件算法。”
针对脑机接口公司最新的技术进展,脑机接口专家、中国科学院上海微系统与技术研究所陶虎研究员表示,Neuralink的这一进展明确了脑机接口的发展趋势,即以临床应用为导向,面向神经相关重大疾病的治疗。
“国内脑机接口领域应正视与国际顶尖团队在工程能力方面的差距,尽快形成顶层设计,更高效配置各方资源,在脑机接口领域形成中国的独到优势。”陶虎表示。
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