脑机接口新年第一融给了一家成立不到2年的“新手” 脑虎科技的微创植入能打败马斯克吗?

微观人 2022-01-25

科技脑机接口脑科学

4145 字丨阅读本文需 10 分钟

在壬寅虎年即将到来之际,一家以 “虎” 命名的脑机接口公司正式亮相。

2022 年 1 月 11 日,聚焦侵入式脑机接口系统研发的初创企业 NeuroXess 脑虎科技(下称 “脑虎科技”)宣布完成天使轮及 Pre-A 轮融资,融资总额 9700 万元,由盛大集团、红杉中国种子基金领投,涌铧资本、联新资本、脑智创联跟投。

融资新闻稿中提到,脑虎科技直接对标马斯克创办的 Neuralink。作为这一领域 “标杆” 样存在的 Neuralink,几乎是每一个脑机接口团队 / 公司研究进展的比照对象。不过,脑虎科技创始人兼首席科学家陶虎向生辉进一步介绍说,“脑虎科技和 Neuralink 技术路线相似,但推进思路有很大不同。从公开披露的信息来看,Neuralink 是先开发出脑机接口的‘终极形态’再探索实际应用场景;而脑虎科技更加看重的是让人类更早受益 —— 在合法合规的前提下尽可能早地在人体上进行应用测试,然后再根据临床中存在的问题进行技术上的优化和改善。”

“让病人变回正常人,正常人变成超人”,陶虎如此描绘公司的愿景,并补充道,“当然现阶段治病救人是最高优先级”。从陶虎的话语中可以看出,相比于 Neuralink,脑虎科技的发展路线似乎是更加务实。

此次宣布融资的同时,脑虎科技也提到,公司的柔性脑机接口系统已经获得国内两家医院的临床伦理委员会审批,目前正在进行患者的招募,相应系统预计将于今年第一季度开展临床试验。据了解,该临床试验首期招募的患者将以渐冻症和高位截瘫群体为主。

“我们希望通过脑机接口技术可以实现对患者两方面能力的改善,一方面是意念合成语言,另一方面是意念控制运动,具体工作要视患者的实际需求而定。”

蚕丝蛋白 + 巧妙设计 = 免开颅微创植入式柔性脑机接口

说起来,脑机接口并不是近几年才出现的新鲜技术。20 世纪 70 年代,“脑机接口” 概念被首次提出;上世纪末,首批适用于人类大脑的 “脑机接口”(犹他阵列电极)植入人脑;2005 年,FDA 首次批准犹他阵列电极可植入人类大脑,用于人体受损神经的调控……

至今,犹他阵列电极仍为临床上唯一批准的侵入式 “脑机接口” 微电极阵列系统。但因传统犹他阵列硬质电极的植入将造成手术创伤大、感染风险高、排异反应大、体内工作时间短等现象,始终是横在植入式脑机接口技术广泛应用过程中的难题。

“如果有任何其他的办法,谁愿意开颅呢?”

然而,开颅还只是让人畏惧的第一步,更实质性的问题来源于信号采集通道数小、人体对电极的排异反应、运动状态下硬质电极对大脑的伤害等。大脑和颅骨之间是具有相对运动的,硬质的电极插入到大脑后,颅骨、大脑、电极之间呈现的状态就像筷子(电极)插在一碗(颅骨)豆腐脑(大脑)中,“甚至连呼吸都会引起大脑和颅骨的微小相对运动,这样的不断切割之下,大脑将时刻处于微感染状态、形成瘢痕包裹电极,电极被包裹之后也就失去了它的作用。”

为实现在最小限度损伤大脑的同时最大程度地利用大脑,基于柔性电极的脑机接口成为近年来的热门探索方向。“柔性电极插入大脑皮层,可以视作是将棉花插入豆腐脑,这样人体运动的同时,电极可随大脑一起运动,二者相对位移为 0,便不会对大脑产生切割伤害。” 在这场柔性电极研发热潮中,中国自古以蚕丝的应用闻名,脑虎科技以蚕丝蛋白为材料开发了 “免开颅微创植入式高通量柔性脑机接口系统”,此前已在鼠、兔、猴等多种动物模型上进行应用。

陶虎展开说道,“蚕丝蛋白天然抗菌、可降解、力学强度高,相应地,以蚕丝蛋白为主体的柔性电极将继承其自然属性,在生物相容性、机械强度上要比化工或化学合成材料制成的电极有优势,这些优势我们也期待在临床中能够体现出来。”

另外,脑虎科技通过巧妙的设计,实现了其柔性 “脑机接口” 微电极阵列系统的免开颅微创植入,“目前,该系统的植入创伤与体检抽血使用的针孔(0.45mm 左右)相差无几,未来我们的目标是将创伤缩小至针灸微孔(0.18-0.25mm)大小”。

生辉了解到,脑虎科技也为其柔性电极配套开发了半自动植入机器人,已在动物模型上应用。但需要强调的是,即将开展的人体临床试验将由医院神经外科医生进行。

主攻运动、语言功能障碍、感知障碍,实现功能重塑,一切以临床需求出发

从非侵入式脑机接口对疾病的诊断,到半侵入式、侵入式脑机接口对神经系统疾病的治疗,对于脑部疾病发生机制的研究和治疗,脑机接口技术早已成为至关重要的工具。

陶虎介绍说,他所带领的团队对于侵入式脑机接口技术的应用主攻三个方向:运动功能、语言功能和感知功能的重塑。相对来说,侵入式脑机接口对运动功能的重塑较为成熟,但就公开信息来看,目前在全球范围内仍未得到大范围推广。

如进展顺利,脑虎科技有可能成为全球首个将侵入式柔性脑机接口植入人体的脑机接口公司,渐冻症患者群体为其首期临床试验招募的主要对象。谈及正在筹备的 “免开颅微创植入柔性脑机接口系统” 的临床试验,从陶虎的话语中可以听出激动和急切感。

“我真的恨不得赶快开启临床试验”,陶虎继续说道,“我交谈过很多渐冻症病人,包括他们的家属和临床医生,渐冻症病人真的很痛苦,他们会眼看着自己的功能逐渐衰退,生存的意念随之一点点减弱,我真的希望新的技术能够给他们多一些生存的意念、提升一点生活的质量。当然,要实现这一美好愿望,难度还是非常大的。”

他坦言,“经过大量的临床前研究和与临床医生的交流表明,脑虎科技开发的系统具有在临床上获得不错效果的潜力,但效果如何还要等待临床上的验证。”

微创脑机技术更受资本欢迎

据悉,这轮融资由盛大陈天桥和沈南鹏创立的红杉中国种子基金领投,涌铧投资、联新资本、脑智创联跟投。

2020年年底,陈天桥在参与中美脑科学专家的一次会议后,谈到了马斯克Neuralink选择的侵入式脑机接口技术路线,侵入式路线需要开颅,他觉得“这种开颅治疗并不属于革命性的突破。我们支持的中科院微系统所陶虎教授的新型大脑电极,其实比Neuralink进展更快。”

彼时,脑虎科技创始人陶虎就带着植入在小白鼠脑中的第一代产品亮相,作为天桥脑科学研究院的支持项目,盛大随后便开始投资孵化了脑虎科技。

两年后,被陈天桥视为比Neuralink更好的脑虎科技,就这样收获了陈天桥的大礼包。据资料显示,陈天桥的盛大参与了脑虎科技迄今为止的全部3轮融资。除了相关融资消息外,脑虎科技还宣布已经与多家医院达成合作,在其中两家医院已经完成了伦理评审,将在2022年一季度开展人体临床试验。

众所周知,在陈天桥慢慢褪下“前中国最年轻首富”的光环后,他便开始涉足脑科学方面的研究。

他在投资脑虎科技后接受媒体采访时表示,“脑机接口是他最感兴趣的脑科学领域,决定全面支持陶虎这样充满梦想又脚踏实地的科学家。”

脑科学作为硬科技前沿领域的代表,产业发展存在“三高一长”的基本规律,前期的资本支持和相关科研机构的资源赋能能够帮助其更好地跨越创业的“死亡之谷”。

脑科学在近些年成为硬科技投资领域的热门赛道。据动脉网数据显示,脑科学相关创企投融资在2016年迎来拐点,当年泛脑科学领域创业发生18起融资事件,此后的2017年-2021年,投融资数量稳定在30起以上,2021年更是达到了38起的历年高峰。

除了资本涌入外,包括天桥脑科学研究院、清华大学、浙江大学、北京脑科学与类脑研究中心、上海脑科学与类脑研究中心、IDG麦戈文脑科学研究院等90多家国内脑科学研究机构聚焦脑科学前沿基础理论及相关实践研究。

国内不少脑科学创企也在同相关机构的合作中,验证或加速了自身产品的研发或实验进程。

过往,脑科学赛道是一群具有专业知识背景的科学家们的舞台,但随着马斯克Neuralink的出圈,脑机接口以及更大的脑科学赛道正在获得越来越多的关注。

万脑互联:告别AI+,迎来HI+时代

除了马斯克的Neuralink,国外还有不少脑机接口的前沿公司。

被不少媒体称为”马斯克最大对手“的Synchron,是一家在2021年获得了美国FDA批准,可以进行人体试验的脑机接口公司,他们主打的旗舰产品Stentrode™ 是一种微创脑机接口,可用作治疗肢体瘫痪。

虽然它也是一家侵入式脑机接口公司,但它的电极植入十分巧妙,从血管中借道,2小时内抵达大脑。这个原理有些类似于心脏搭桥,技术成熟,安全可靠。

还有一家名为NueroPace的公司,这家公司的产品是通过在脑部植入电极产生刺激来治疗癫痫,他们的产品于2013年11月被FDA批准上市。

美国约有340万人患有癫痫,47万名是儿童。对于癫痫,常规疗法是使用抗癫痫药物治疗。但不同患者对癫痫药物治疗的效果并不可控,但NeuroPace的RNS系统,可以用来帮助无法用药物治疗癫痫的病人。

另外,国内也有包括强脑科技Brain Co、博睿康、臻享智能、宏智力、Neura Matrix等脑机接口公司纷纷在医疗、教育和芯片领域发力。

脑机接口除了能给我们的大脑治病外,一些巨头也在别的领域寻找着可能性。

2019年,脑机接口领域最大的一则投融资事件是知名脑机接口创企CTRL-Labs被Facebook收购,CTRL-Labs是一家致力于将人类大脑与计算机直接沟通的公司,他们的腕带能够将脑电信号传输到计算机中。

彼时的Facebook还不是现在的Meta,也没有All in元宇宙,但当时Facebook内部的AR部门仍需要脑机接口技术作为AR系统的重要组成部分。

随后,CTRL-Labs的首席执行官兼联合创始人托马斯·雷登也加入了Facebook 的 Reality Labs 部门,这个部门当时主要负责开发AR眼镜。

以现在小扎布局元宇宙的视角看,脑机接口技术对于VR/AR具有极其重要的意义,它可以将我们的意识以脑电波的形式直接转化为行动,而不用借助语言、动作和鼠标、键盘这种低效的交互方式。

这种多模态的控制和多维交互方式,对于打造元宇宙这样的虚拟生态来讲,可以说是“所见即所得”。对于将元宇宙视为虚拟的堕落深渊的人来说,脑机接口便是开启元宇宙大门的那把钥匙,它让我们对身处的世界深信不疑,“缸中之脑”的寓言早晚会成为现实。

有脑机接口方面的专家表示,目前看来,脑机接口在实际应用中主要实现了5种应用效果,它们分别是:

·监测,使用脑机接口系统监测人体的意识状态。包括不少非侵入式脑机接口公司,所研发的应用于消费级市场的脑环、腕带和眼动装置,这些设备可以用来进行睡眠和身体机能的监测。辅助拿到更深层次的生理数据。

·替代,脑机接口系统的输出可以取代由于损伤或疾病而丧失机能的肢体输出。包括不少侵入式脑机接口公司,智能假肢和连接脑机接口的轮椅是这方面的典型应用。

·改善/恢复,改善某种疾病的症状或恢复某种功能。包括治疗癫痫和抑郁等精神或心理疾病的设备,脑机接口直接用来采集脑电波,自然也能很方便地用于改善大脑的脑电状态,舒缓大脑的不良放电,对于脑部疾病的治疗有着先天优势。

·增强,实现机能的提升和扩展。这方面的应用以军事科技领域为主,包括超级战士和智能士兵的打造。

·补充,增加脑控方式,作为传统单一控制方法的补充,实现多模态控制。人类对于更高效、多维和高同步交互方式的追求永远没有尽头,这也是为何VR/AR能够大火的原因之一。

据Statista数据显示,2018 年全球脑机接口市场规模约为 1.25 亿美元,2025 年有望增长至 2.83 亿美元,2018-2025年CAGR为12%。

QY Research 的数据显示,2019 年全球脑机接口市场规模已经达到了 12 亿 元,预计 2026 年将达到 27 亿元,年复合增长率为 12.4%,北美地区是全球最大市场,占总市场份额超过6成。

联合市场研究公司的数据同样显示,2020年脑机接口的市场规模达到14.6亿美元,不论是医疗、教育还是消费,都将带来远超于十几亿美金的巨额市场空间。

Value Reports的报告,2027年全球脑机接口的市场规模约230亿人民币,年复合增长率约为13%。

当下,脑机接口技术主要在医疗健康、娱乐、智能家居、军事等领域获得了应用成果方面的突破,这也在不断催生脑机接口未来与更多领域的结合。

文章来源: 钛媒体,生辉

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