与马斯克Neuralink“扳手腕”,上海两位90后为何能做到
与马斯克Neuralink“扳手腕”,上海两位90后为何能做到
与马斯克Neuralink“扳手腕”,上海两位90后为何能做到
成立不到5年,由两名90后创立的上海(shànghǎi)脑机接口公司“阶梯医疗”成为全球第二家进入(jìnrù)注册临床阶段的侵入式脑机接口公司——近日(jìnrì)完成植入手术后,四肢截肢患者已可通过意念顺畅上网、打游戏,产品多项性能指标(xìngnéngzhǐbiāo)超越马斯克旗下的脑机接口公司Neuralink。
受试者术后一个月脑控玩赛车游戏(图/阶梯(jiētī)医疗)
年(nián)轻人何以带领年轻公司快速实现赶超?阶梯医疗创始人赵郑拓、李雪在接受(jiēshòu)本报记者专访时表示,来到上海,扎根中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心,是他们迈向(màixiàng)成功的最关键一步。植根(zhígēn)脑科学基础研究,背靠上海得天独厚的产业资源和政策支持,阶梯医疗第一代脑机接口(jiēkǒu)产品预计2028年上市,同时公司已在开发第二、第三代产品,有望在未来(wèilái)5到10年内形成脑机接口信号采集(cǎijí)、神经刺激、植入术式等各类技术平台,完成不同适应症的脑机接口产品开发。
走对最关键一步:来(lái)上海,加盟脑智中心
“我希望神经电极能‘一年上猴(hóu),三年上人’。”2020年,当赵郑拓(zhèngtuò)在脑智中心的应聘报告中说出这个愿望时,台下笑声一片,当时大多数人觉得这个想法不太可能实现(shíxiàn)。
其实,赵郑拓自己也没有十足把握。彼时,他只知道自己在美国德克萨斯大学奥斯汀分校(fēnxiào)攻读博士时开发的(de)脑机(nǎojī)接口技术颇受同行认可,不少实验室专门派人来跟他学习。但真要做成性能(xìngnéng)稳定、质量可靠的医疗级产品,显然路还很远。
没想到这个愿景竟在3年后实现了(le),而且5年内完成了整套脑机(nǎojī)接口系统的开发并进入临床试验。赵郑拓觉得,梦想成真的最(zuì)关键一步是“来上海,加盟脑智中心”。
赵郑拓研究员(刘琦/摄(shè))
早在2018年的(de)一次(yīcì)国际会议上,赵郑拓的交流报告引起了中国科学院院士、时任脑智中心主任(zhǔrèn)蒲慕明的注意,并向他发出了“来上海,来脑智中心”的邀约。
而(ér)赵郑拓对脑智中心早有向往(xiàngwǎng)。“2014年申请博士时,我选择了(le)(le)脑机接口方向,但对其未来前景,心中仍有迷茫。”他(tā)说,当时读到了蒲慕明撰写的一篇介绍“中国脑计划”的综述,其中关于神经科学前景的论述,至今记忆犹新。这不仅让他坚定了自己的选择,更让他心底“种草”——如果能在这样(zhèyàng)一位战略科学家领导的科研机构发展,将是年轻科学家的幸运。
2020年,赵郑拓和李雪(lǐxuě)先后加入脑智中心。博士刚(gāng)毕业的李雪通过脑智中心“青年(qīngnián)研究员计划”直接担任多模式神经界面研究组组长(zǔzǔzhǎng),而赵郑拓更是挑起了科技(kējì)部科技创新2030重大任务(青年科学家项目)首席科学家、中国科学院神经所“十四五”攻关团队“脑机接口技术及其临床应用”首席科学家等重担。
用少得多的研发投入(tóurù)“四两拨千斤”
“恐怕世界上(shàng)找不到第二个地方,如此有利于脑机接口技术发展。”赵郑拓说(shuō),如果不是来上海,扎根脑智中心,他们(tāmen)绝对不可能用比Neuralink少得多的研发投入,在侵入式脑机接口领域与马斯克(mǎsīkè)“扳手腕”。
在上海市科委和脑智中心的支持下,脑机接口实验室建起(jiànqǐ)了专用的微纳加工平台,团队得以迅速搭建起脑机接口部件从设计、研发、生产、测试到质控的完整体系,为技术和产品(chǎnpǐn)的快速迭代奠定工具基础(jīchǔ)。
脑智中心的非人灵长类实验动物平台为(wèi)年轻团队实现“一年上猴”的目标(mùbiāo)提供了独一无二的支撑。“Neuralink的研发团队中很缺神经科学家,因此他们无法根据精确的神经反馈,设计出冗余极小的产品。”赵郑拓说,而阶梯(jiētī)医疗(yīliáo)的第一代产品仅用64通道就实现了几乎等效于Neuralink1024通道的功能(gōngnéng)。
赵郑拓、李雪等研发的(de)第一代脑机接口产品植入体(袁婧/摄)
短短几年,赵郑拓和李雪团队已与脑智中心超过1/3的(de)课题组建立了(le)合作:一方面,不同课题组为他们的脑机接口(jiēkǒu)开发提供神经科学基础研究支撑;另一方面,不断迭代的脑机接口也为其他课题组提供了观察神经活动的利器(lìqì),推动基础研究不断深入。
在他们看来,在脑机接口这样的(de)新质生产力赛道(sàidào)上,基础研究与产业发展(fāzhǎn)已密不可分,在“为人类造福”的价值牵引下,正形成日趋紧密的双螺旋结构,不断向上延展。
今年2月,阶梯医疗完成3.5亿元B轮融资,这也是(shì)国内侵入式脑机接口行业史上(shǐshàng)最大一笔融资。赵郑拓说,选择创业,为的(de)是让实验室技术更快变成符合上市标准的医疗器械产品。
但只有真正经历过,才会明白(míngbái)“从1到100”甚至比“从0到1”更难。他已记不清为了优化设计方案,团队进行了多少(duōshǎo)次尝试。当2023年底,终于拿到(nádào)电极的测试通过报告,整个团队的兴奋程度甚至超过这次(zhècì)临床试验。
赵郑拓觉得一路走来很幸运,几乎每个难关(nánguān)都得到了支持和(hé)帮助:在技术攻关上(shàng),无论电池供应、蓝牙方案定制,还是特定算法(suànfǎ)和专用芯片开发,他们都在中国科学院的不同研究所(yánjiūsuǒ)找到支持;在产业化过程中,无论是推进医疗产品型检、启动临床试验,还是融资的促成,上海市科委、市药监局等部门都积极提供服务。
基础(jīchǔ)研究与产业联动,打开更多想象空间
“当顶尖资源汇聚,原先想不到、甚至不可能的(de)(de)路径都成为可能。”赵郑拓提到,一次,脑机接口团队在研究利用血管将神经电极植入脑部时,对(duì)“穿过(chuānguò)血管壁”的操作犹豫不定,复旦大学附属华山医院神经外科团队告诉他们“这在临床上不是问题”。
上海交通大学附属第九人民医院与团队合作开发人工听觉脑机接口,但在如何给神经系统写入精细听觉信息上碰到了(le)困难。蒲慕明院士在与团队仔细探讨后,创新性地提出“引入神经可塑性来建立(jiànlì)更佳的人工听觉”的建议。“无论是医生(yīshēng)还是(háishì)我们,完全没想到过(guò)这条路径。”赵郑拓说。
如今,更广阔的发展空间正在迅速打开。除了大脑,侵入(qīnrù)式脑机接口还可能对脊柱神经、外周神经进行信号(xìnhào)读取,未来有望帮助脊柱神经损伤患者重建神经回路,让面瘫患者恢复自然的笑容(xiàoróng)。
实验室展示的不同种类(zhǒnglèi)电极(刘琦/摄)
不过,针对每(měi)一种不同的应用场景(chǎngjǐng),都需要进行针对性的技术研发(yánfā)。“每一步进展都离不开基础研究与(yǔ)产业发展的密切联动。”在赵郑拓看来,随着《上海市脑机接口未来(wèilái)产业培育行动方案(2025—2030年(nián))》的发布,脑机接口产业已站上“天时地利人和”的起飞(qǐfēi)跑道。他判断,随着应用需求的涌现,脑机接口相关传感器、芯片等需求也会大幅增加。如能通过政策、产业链布局整合等手段,将上海集成电路产业的优势嫁接到脑机接口赛道,将会释放(shìfàng)更大的发展潜力。






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