对标马斯克Neuralink的脑虎科技发布7项研究，脑机接口进入探索性人体临床 | WAIC2023

“脑机接口和AI是一座桥的两边，我们各自在向对方发展。”7月6日，在世界人工智能大会-“脑机智能与数字生命”主题论坛上，陶虎科技联合创始人彭雷表示，碳基生命和硅基生命未来一定会走到一起。

自脑机接口（BCI）概念提出至今，已经有50年历史，当下已经进入多个医疗场景，开始探索性人体临床试验。现阶段，侵入式脑机接口有三大技术路线并行，分别是：

硅基硬质电极系统，也是目前唯一FDA批准可应用于人体植入的脑机接口产品；血管支架电极，美国公司Synchron已于去年获批人体临床试验，虽然采集通道数较少，但该路线侵入窗口小，安全性较高；柔性电极系统，通过MEMS技术做高通量电极，脑电采集通道可实现成千上万的跨越，也是“科技狂人”马斯克的Neuralink，与国内脑虎科技、阶梯医疗、微灵医疗等多家脑机接口公司选择的技术路径。

侵入式脑机接口当前还存在一系列待突破的挑战和问题，首先面对大脑860亿神经元，脑机接口能够采集的通道数在高通量的情况下也仅能采集上千通道的神经元，尚且不能满足精确解析大脑的要求，信号采集的“高通量”依然是各家正在跨越的难题；第二则是侵入式技术不得不面对的“创口”问题，开颅手术带给患者的创伤是植入者必须考虑的问题，微创的探索也一直在持续；第三则是植入体的长期在体问题，除了解决生物相容性的问题，还需在长期在体的情况下仍能保持采集、读写信号的准确度。

针对上述问题，脑虎科技经过两年多的发展，于昨日发布了七项研究结果，从柔性电极、动物试验、探索性人体试验三个维度介绍了新近的探索和成果。

丝蛋白与MEMS电极混合的多模态电极：用蚕丝蛋白做光纤，外面包裹上MEMS电极，实现用光刺激，同时用MEMS来采集一个完整的多模态的闭环的调控，可支持128通道的信号采集。另外，该电极硬度可变化，植入之前比较硬，能够插入脑组织，插入之后它水化，刚度就会慢慢变软，比传统的石英光纤低4个数量级。

类蚊口器仿生神经探针电极：为实现电极在硬脑膜外的微创植入，脑虎科技尝试采用“类蚊仿生神经探针”，在外部采用较硬的撑开结构再加上较柔软柔性电极进行采集。通过这一构造，可以无需硬脑膜移除手术，“我们用类蚊口器的形态，让它本身的硬度可以直接穿透硬脑膜，这样不用把硬脑开剖开再植入，直接可以将硬脑膜穿透，穿透的过程也不会损害到电极，另外植入也可避开血管，避免损伤。”彭雷在发布会中介绍道。

脑机接口植入犬类并完成运动解码实验：在拉布拉多犬Neo身上中植入脑机接口产品NeuroInterface第二代，配合256通道的皮层电极，放置在其M1运动区，后端通过数字脑电图机来做信号采集跟处理，并配合以算法跟解码软件，以预测它的腿部运动轨迹跟脑电解码出来轨迹之间的相关性。结果显示：两者轨迹相关性为80%以上，解码延迟在30毫秒内。

恒河猴实现通过意念打游戏：恒河猴“悟空”经过学习之后，植入256通道的皮层电极加上NeuroInterface植入体，通过脑电仪、算法跟云平台做解码。通过RNN模型（300万参数集的回归神经网络）来做训练，实现游戏指令的控制。

恒河猴实现通过意念打游戏的实验效果

另外，其发布3项探索性人体临床试验：2023年2月；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。

随着脑机接口及类脑智能的迅速发展，特别在国家“脑科学”计划的推进和支持下，脑机接口相关应用进入临床场景的周期也将逐步缩短，未来用于术中功能定位诊断的脑机接口应用有望率先进入临床试验、获批拿证，这一领域的新进展也值得持续关注。