脑机接口产业进入下一阶段，非侵入式与侵入式路线均迎来突破

电子发烧友网报道（文/周凯扬）随着脑机接口迎来产业发展期，非侵入式与侵入式脑机接口均迎来了产业化落地，并朝着临产使用迈进了一大步。在第二届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛上，脑虎科技、回车电子和傲意信息三家公司分享了他们在脑机接口上的研究成果与进展。
 
脑虎科技：让大脑连接未来
 
人的大脑可以被视为一个微缩的宇宙，但它也是我们人类最脆弱、最重要和最复杂的器官。而脑计划是我们人类继曼哈顿计划、阿波罗计划和人类基因组计划后的第四大计划，而脑机接口恰恰就是其核心底层工具。

脑虎科技创始人 彭雷

 
上海脑虎科技有限公司是一家以柔性脑机接口去保护和探索大脑的生命科技公司。公司自主开发可临床大面积推广的高通量、低创伤、可长期在体的柔性脑机接口核心技术和包括电极、芯片、材料、封装、植入一体化微系统整体解决方案。
 
在第二届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛上，脑虎科技创始人彭雷分享了脑虎科技是如何借助脑机接口让大脑与未来连接的。脑机接口极其复杂且交叉，其核心难点和关键在于对大脑利用和保护间的平衡，也就是最大限度利用与最低限度损伤大脑之间的冲突。
 
彭雷表示，经过了理论萌芽期、概念论证期和技术爆发期，目前全球脑机接口技术已经推进至产业发展期。而侵入式脑机接口产业诞生了三大主要路线，分别是硅基硬质电极系统、血管电极系统和柔性电极系统。
 
其中脑虎科技和 Neuralink 均选择了柔性电极路线，比如 Neuralink 的技术可同时三维记录1024个通道，由机器人开颅自动植入电极，但目前尚未正式投入临床使用。彭雷指出，柔性电极系统满足脑机接口技术产业推广，面临着三大挑战，分别是高通量、低创伤和长期在体。

为此，脑虎科技从多项核心技术出发，力求克服这一系列挑战。在电极设计制造上，脑虎科技采用了 MEMS 工艺结合医疗器械，深部电极单器件即可集成 2640 通道，皮层电极 1024 通道，实现高通量。且深部电极厚度仅为 2μm，皮层电极仅有10μm，具备超柔性。
 
在植入层面上，脑虎科技也在探索微创蚕丝蛋白电极包裹植入，利用蚕丝蛋白的天然抗菌、可控降解、生物相容性好等特性，可实现柔性、弱排异和小创口等优势。不仅如此，结合软硬件及算法云平台，脑虎科技打造了完整的产品矩阵，实现多种科研及临床实验需求。
 
回车电子：脑机接口与虚拟现实
 
作为主要从事混合脑机接口的研发与应用的企业，回车电子开发了多款全球领先的创新型脑机接口产品，在脑机接口芯片、电极、算法等方面实现了全链条的自主研发。在第二届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛上，回车科技创始人、CTO童路遥介绍了在精神健康类疾病康复中的应用、在精神健康类疾病康复中的优势和挑战，以及在精神健康类疾病康复中的未来展望。

回车科技创始人、CTO 童路遥

 
回车科技与中科院半导体所共同研发了国产脑机接口采集芯片，打破了采集芯片依赖国外厂商的历史。在柔性干电极的制造上，回车科技也与国外老牌柔性材料制造公司合作，生产电极已经完成信号和佩戴验证。
 
回车科技拥有全球最大的脑电数据库，包含数据超 300 万组，且已经推出了一系列消费电子产品，比如全球首款意念塞车、全球首款脑电波助眠眼罩、双通道脑电+心率头环和脑电波睡眠 Tag 等。
 
由于脑机接口与 XR设备在头戴属性上的重合，回车电子将重心转向了脑机技术与 XR 技术的结合。童路遥指出在脑机 VR 的应用上，离商业化和产业化最近的还是数字疗法。数字疗法是由软件程序驱动，以循证医学为基础的干预方案，用以治疗、管理或预防疾病，也是近些年发展迅速的方向之一，尤其是在精神健康领域。因为面对精神健康类疾病，传统药物治疗副作用大，效果不显著，数字医疗在该领域的作用逐步显现。

精神类疾病与大脑变化密切相关，脑机接口设备对于疾病早筛、生物反馈式治疗、效果评估等方面都有重要作用。与寻常的 VR 设备相比，脑机 VR 在数字疗法上也存在不少优势。比如通用的 VR 设备只能完成普通的训练任务，而脑机 VR 的设备可以在完成训练任务的同时，可以实现测评、生物反馈训练、生成报告，以及数字化数据跟踪，其中报告生成和数据跟踪带来的数据付费，对于这类脑机 VR 设备的商业化进程也至关重要。
 
童路遥也指出，脑机 VR 设备依然面临着挑战。第一，市面上目前没有专门面向医疗场景的 VR 设备，诸如 Quest、Pico等 VR 设备都是消费级 VR 设备，在数字医疗领域并不能完美适用。比如治疗失眠时，需要用户处于平躺状态，而这类设备往往无法实现。
 
第二，对于精神健康类疾病的康复来说，其往往追求更加真实的沉浸感，目前设备的佩戴舒适度、清晰度都难以满足要求。最后，脑机 VR 设备获得数据的准确性和可靠性需要更多的验证，且内容开发平台和工具还不够完善。
 
展望未来，童路遥表示随着苹果入局 XR 产业链，脑机 VR 设备会朝着更轻、更舒适、成本更低、数据维度更丰富的方向发展。而从商业模式来看，这类脑机 VR设备的面向客户，也会慢慢从医院端转向家庭端。
 
傲意信息：侵入 VS 非侵入，脑机接口产业化的十字路口
 
在全球人口老龄化日益严峻的趋势下，神经退行性疾病、局灶性脑损伤相关症状患病率进一步增高，而人口老龄化和与之相关的健康问题增加了对脑机接口的需求。上海傲意信息科技有限公司医疗事务部副主任马洁分享了他们对于侵入式和非侵入式两种脑机接口技术路线的分析，以及傲意信息在脑机接口上开展的相关研究与成果。

上海傲意信息科技有限公司医疗事务部副主任 马洁

 
在老龄化时代，脑血管病、脑损伤/脊髓损伤和神经退行性疾病的患病率很高，且会相互影响。尽管接受了临床治疗、康复干预，但仍有部分患者遗留明显功能障碍，因此脑功能障碍康复疗效瓶颈亟需突破。
 
脑机接口作为脑与外部设备之间的直接联系设备，分为侵入式和非侵入式两种。其中非侵入式脑机接口的解码准确率和可靠性在 65%—80%，作为脑控的用途来说过低。非侵入式脑机接口用于脑卒中后的神经康复，尽管证明有效，但是主要运用于轻度患者，且个体差异非常明显。而侵入式脑机接口需要植入手术，存在出血、感染的风险，可能导致局部的神经元损害和胶质细胞疤痕形成，目前美国的FDA和欧洲的MDR都不认可其在临床的大规模应用。
 
那么针对神经康复，脑机接口需要解决什么问题？马洁也为我们做了一些在临床应用上的解读。脑血管病、脑损伤等疾病，可能会导致肌肉无力和运动控制减弱，而这也是造成残疾和失能的最主要原因，而功能康复的关键在于神经环路的重塑。
 
因此我们需要一个运动辅助的装置来恢复上肢功能，尤其是手功能。但脑电的低信噪比和稳定性，导致了信号分类的准确率仅有 60%-80%，且难以日常稳定的长期佩戴使用。为了实现对于智能运动辅助装置的有效、精准和实时控制，傲意信息选择了以恢复可识别肌电信号为主要目标的快速恢复体系，利用脑-肌电联合解码的“意图识别-运动辅助”来重建脑卒中后偏瘫肢体功能。

其推出的NeuCir-Max 是脑肌电结合最强的外骨骼康复设备，面向中重症肌力低下神经损伤患者，通过提升患者的肌电信号输出和控制能力，来为肌电接口助力外骨骼提供基础。NeuCir-E 为技术化程度最高的肌电外骨骼康复设备，面向有一定主动肌电能力的中重度神经损伤患者，用于其主动康复训练。而NeuCir-Lite 则是有效解决 ADL 需求的上肢助力穿戴外骨骼设备，适用于神经康复治疗达到瓶颈期的用户。