治療新時代
腦機接口是科幻作品里常見的場景。
現(xiàn)實中的腦機接口，一頭連著你的大腦，從紛繁密集的神經(jīng)元電信號中提取你的想法，另一頭連著計算機或機械等外部設備，直接繞過你的身體將想法變?yōu)榭刂菩盘柌⑦M一步執(zhí)行命令。它不需要依賴你四肢的外周神經(jīng)和肌肉系統(tǒng)就能直接建立大腦中樞和外部設備之間的直接信息交流。
馬斯克在2021年發(fā)布過一只做試驗的猴子。猴子通過意念操作，在電腦上打出一行字“我想吃點心”。這背后就是腦機接口技術在支撐。
而幫助殘疾人獲取聲音的人工耳蝸則是腦機接口迄今最成功、臨床應用最普及的技術。其原理是將聲音信號轉化成電信號直接傳輸給大腦，可幫助大量失聰者重新找回聲音和交流的能力。
電影里出現(xiàn)的人物如阿凡達或鋼鐵俠，都是通過腦機接口技術靈活操作肢體行動，目前還無法實現(xiàn)，但卻充滿遐想。
人類許多疾病，是由于大腦無法連接到身體周圍的神經(jīng)，比如癲癇和帕金森氏癥，還包括脊髓神經(jīng)損傷后四肢癱瘓。而基于腦機接口，這些疾病有望得到改善。
當前藥物和手術等技術對于因卒中、ALS等引起的中樞神經(jīng)受損患者，缺少足夠的治療效果，患者長期處于癱瘓等功能失常狀態(tài)，生活質(zhì)量差。
而腦機接口的技術突破了傳統(tǒng)機體組織修復的范圍，以人機方式實現(xiàn)了功能的替代，具有革命性的意義，并且也在一些個案上取得突破。
在這一邏輯下，市場難免充滿期待。
難在技術成熟
當然，難也就難在技術成熟。
“讓盲人看得見，讓癱瘓的人動起來，讓聾人重新聽見”已經(jīng)是一句流傳了25年的老話了。
目前的問題是，恢復感官輸入（如視覺）涉及大腦中的電刺激，與僅記錄單細胞神經(jīng)活動相比是完全不同的。目前，尚沒有任何證據(jù)表明目前的神經(jīng)植入物裝置可以以任何方式創(chuàng)建感官系統(tǒng)。
換句話說，腦機接口技術作為一門新興的研究領域，發(fā)展仍在早期，涉及計算機科學、神經(jīng)科學、心理認知科學、生物醫(yī)學工程、數(shù)學、信號處理、臨床醫(yī)學、自動控制等多個領域，仍有大量的問題尚待解決。
比如，如何處理數(shù)量龐大且復雜的神經(jīng)元。
腦機接口可以有很多不同的種類，用于提供多種功能。但所有研究腦機接口的科學家都在努力解決這兩個問題：如何從大腦中輸出正確的信息？如何將正確的信息輸入到大腦？
這兩件事情一直在你的大腦自然地發(fā)生。你在看這句話時，你的眼睛正在做出一系列特定的水平動作。這是大腦神經(jīng)元將信息輸出到一臺機器（你的雙眼），機器接收命令并作出響應。
輸入及輸出信息是大腦神經(jīng)元的工作。腦機接口要做的就是介入到這個過程當中。
這聽起來并不難。但是，整個大腦皮質(zhì)的體積大約為50萬立方毫米，在這個空間里大約有200億個神經(jīng)元細胞體。每立方毫米的皮質(zhì)平均含有約4萬個神經(jīng)元。但神經(jīng)元細胞體只是神經(jīng)元的一小部分結構。
除此之外，大腦中還有與神經(jīng)元數(shù)量差不多的膠質(zhì)細胞，以及血管。每立方毫米的皮質(zhì)里面的毛細血管加起來的總長度可以達到一米。
而腦機接口的技術工程師如果要做到對于大腦信號進行極為精準的捕捉或反饋，就需要在這一立方毫米區(qū)域里面捕捉特定的一些神經(jīng)元細胞體發(fā)出的信號，或刺激某些特定的細胞體發(fā)出工程師需要的信號。難度之高可見一斑。
對比非侵入式，侵入式腦機接口可以更好地接收神經(jīng)元信號，但需要電纜來傳輸大量數(shù)據(jù)。
此外，工程上更大的難度還包括成本控制，能否通過合理的流程和工藝來降低成本實現(xiàn)商業(yè)化。
再比如，關于腦機接口的摩爾定律。
根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，以目前腦機接口技術以平均7.4年才能使可同時記錄的神經(jīng)元數(shù)量翻倍的速度計算，要達到同時記錄100萬個神經(jīng)元需要等到2100年，而要記錄人腦中的所有神經(jīng)元，則要等到2225年。
因此，腦機接口如何解決帶寬問題也成為了學術研究、產(chǎn)業(yè)突破的關鍵點。
新一輪軍備競賽
不久前，北京、上海有關部門，都針對腦機接口推出了量化的發(fā)展目標。
比如《加快北京市腦機接口創(chuàng)新發(fā)展行動方案（2025-2030年）》，計劃到2027年，培育3-5家具有核心競爭力的潛在獨角獸和獨角獸企業(yè)?！渡虾Ｊ心X機接口未來產(chǎn)業(yè)培育行動方案（2025-2030年）》提出，2027年前，引育5家以上具有腦機接口核心技術與產(chǎn)品研發(fā)能力的自主創(chuàng)新企業(yè)、10家以上產(chǎn)業(yè)鏈骨干企業(yè)。
這些目標表面上看比較保守，但背后的邏輯正是在于，目前腦機接口技術仍有著以上這些難以撼動的技術難點，以及當然國內(nèi)腦機接口的研發(fā)，相較海外仍有不小的追趕距離。
2月份，階梯醫(yī)療完成3.5億元人民幣B輪融資，這也是中國侵入式腦機接口行業(yè)歷史上最大的一筆融資。
根據(jù)介紹，階梯醫(yī)療開發(fā)的超柔性腦機接口電極，其尺寸約為馬斯克旗下Neuralink產(chǎn)品的1/5，可以實現(xiàn)無免疫瘢痕的神經(jīng)電極界面，確保長期穩(wěn)定記錄。
然而，在臨床進度方面，階梯醫(yī)療要落后Neuralink很多。其預計2025年完成3-4例臨床，而Neuralink去年已完成3例臨床。
當然，差距也意味著進步空間。并且，前述技術問題，也正在被科學家和工程師們一一的攻克。在這場通往未來的競賽中，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)也不會落后，各地發(fā)布的行動方案，相當于吹響了攻堅號角。
包括腦虎科技、美生醫(yī)療等企業(yè)，以及復旦大學附屬華山醫(yī)院等，近些年一直在緊鑼密鼓地開展相關研究。日前，全球首批第4例、通過腦脊接口讓癱瘓者重新行走的臨床概念驗證手術在復旦大學附屬華山醫(yī)院成功實施。未來，腦脊接口技術有望實現(xiàn)產(chǎn)品化。
如今，無論是《提振消費專項行動方案》專門將腦機接口納入高成長性消費新賽道，還是《神經(jīng)系統(tǒng)類醫(yī)療服務價格項目立項指南（試行）》的出臺，均體現(xiàn)了頂層對于這一產(chǎn)業(yè)的重視程度。
而這有望從標準和監(jiān)管層面推動腦機接口技術發(fā)展，助力打通技術創(chuàng)新向臨床治療轉化通道。尤其是進一步提升市場信心，從而吸引各路資本投入到腦機接口領域，推動產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
“奇點”不可知，但終將到來。
合作咨詢
肖女士
021-33392297
Kelly.Xiao@imsinoexpo.com
2006-2025 上海博華國際展覽有限公司版權所有（保留一切權利）
滬ICP備05034851號-57
