人类从未停止过对大脑的研究。然而,关于大脑的发现仅仅是冰山一角。脑科学作为一个神秘的研究领域,在下个世纪之前仍将是一门前沿科学。
早在2001年,美国《麻省理工科技评论》就首次提出,脑机接口领域是将改变世界的10大新兴技术之一。2021年,美国《科学》杂志提出了125个新的全球重大科学问题,其中18个与脑科学研究直接相关。结合我国“十四五”规划,脑科学已被列为国家战略科技力量,脑机接口技术领域位列其中...

脑机接口技术研发的第一要务是治病救人。
脑科学是全球科技竞争的重要焦点之一,严重脑疾病造成的巨大医疗负担日益严重。带着探索脑机接口领域的愿望,笔者近日采访了国内脑机接口、人工智能和微纳传感领域的权威专家胡涛博士。现任中国科学院上海微系统研究所副所长的胡涛表示,目前,团队正在研发可避免开颅手术的微创植入式柔性脑机接口技术,目标将是对渐冻人、高位截瘫、失明、失语症等临床重大疾病的诊断和治疗。
目前这项技术可能没有科幻作品中描述的那么强大,但我发现,在过去的20年里,世界各地的科学实验室在动物实验和早期人类研究中证明,未来的脑机接口技术确实可以通过与大脑连接,帮助人们拥有对外行为的能力,是一项对人类社会具有强烈世俗意义的实用技术。
图示:实验室里,一只头部植入了芯片的老鼠在笼子里欢快地跑来跑去,脑子里的“想法”通过芯片传递到外面。
在相当长的一段时间内,BCI产品的主要科技应用应该是基于临床医生、患者和其他用户的需求,解决他们现在面临或将要面临的问题。无论是神经科学家对前沿脑科学的研究,还是临床医生对脑部疾病诊断的需求,核心工具都是脑机接口技术。神经科学家需要利用其技术探索更前沿的脑科学,临床医生需要利用脑机接口技术诊断和治疗脑部疾病。
胡涛告诉笔者,“脑机接口的核心挑战是如何在最大化利用大脑和最小化对大脑的损害之间取得合理的平衡。”这个观点直指目前有创和无创的脑机回路。由于大脑的复杂性,胡涛支持有创脑机接口。他认为,无创的脑机接口将在情绪调节、认知评估等领域发挥重要作用,但真正的脑机接口只有通过与神经元直接连接才能实现。
寻找从学术到产业的“同路人”,探索脑轨的璀璨星光之路。
长期从事微纳传感新技术研究的胡涛,在脑机接口、新型人工智能传感芯片、植入式医疗器械等生命电子信息交叉领域进行了前沿科技探索,取得了多项创新成果。在Science、Nature等期刊上发表SCI论文80余篇,总引用次数超过15000次。2010年,在波士顿大学获得机械工程博士学位后,在美国塔夫茨大学从事博士后研究,从事可控可降解植入式生物芯片和绿色微纳加工技术的研究。
拥有丰富科研和产业转化经验的胡涛,回国后带领团队坚持不懈地研究脑机接口技术。最后,当技术储备达到临界点时,他决定进入商业化阶段。2021年,胡涛和中科大的同学彭蕾共同创办了脑虎科技,这是一家提供柔性脑机接口综合解决方案的生命科技公司。瞬间获得了大量头部资本的青睐,可见资本市场对硬技术的重视,对创新人才的渴求。老虎科技成立仅三个月,就获得近亿元融资,成为国内最大的脑机接口早期融资,是马斯克Neuralink的标杆。
图示:经过大约八年的研发,胡涛带领团队开发出了一种高性能的电极,既可以是刚性的,也可以是柔性的。在直径仅为0.1毫米、植入长度可从几毫米到几厘米定制的柔性电极上,单个设备集成了2640个电极点,可同时传输超过2600个神经元信号,是马斯克开发的同类电极的两倍多。
25年前,胡涛和彭蕾是中国科技大学的本科生。求学期间,他们是《黑客帝国》的超级粉丝,典型的科技极客,以科学报国为理想。毕业后,一个是沉浸在学术研究海洋中的科学家,一个是连续创业成功的企业家。看似并行轨迹的两人,却始终有着相同的初心,经常一起交流硬科技的创新项目,充分发挥彼此在商业和学术研究上的经验互补。终于在2021年下半年,在技术储备和商业机会刚刚好的情况下,两人终于联手创立了脑虎科技,决定将学、研、产、商融为一体,共同探索最前沿科学的商业价值。这是一次漫长的大脑追踪之旅。彭蕾说,“从公司成立之初,我们就考虑清楚了,脑科学的研究必须是科研和产业并行、相互促进的形式。”
俗话说,恪守者德,行之者信,珍惜者荣。修身养性,同道受益;与国之事,同心互助;一如既往,这位先生的朋友也。采访中,彭蕾不断强调,“我们是同路人,同路人的标准是志同道合。我们始终坚持科研和商业优先的企业原则,坚持回馈科研和社会的价值观。”年轻的脑虎科技成立半年来一直在寻找同路人。彭蕾坚定地表示,脑虎技术的终极目标是通过脑机接口的技术,实现人工智能与人类智能的共生共存。
值得一提的是,2012年,32岁的彭蕾客如云是当时国内最大的SaaS服务商之一。2019年被阿里以10亿元人民币全资收购后,彭蕾受邀加入阿里巴巴,担任本地生活高级副总裁,并被阿里巴巴CEO张勇亲自选中,成为其门下最年轻的培养高管。
拥有多家公司、创办、融资、管理经验的彭蕾,有着极其敏锐的商业判断力,能够对其商业价值和竞争格局有着前瞻性的认识和判断。与胡涛志同道合,终于驱使他在2021年10月告别了阿里巴巴,踏上了重新创业的新路,去追寻梦想中的银河浩瀚。用彭蕾的话说,他一直对这个世界充满好奇,这次他非常确定进入脑轨是对的。
脑机接口(BCI)是一个具有潜在颠覆性的技术领域,研发门槛很高。
众所周知,目前最具代表性的入侵脑机接口是马斯克的Neurolink。2020年8月,在Neurolink脑机接口芯片的发布会上,马斯克直言脑机接口可以实现“精神控制”,甚至在不久的将来,人类可以通过读取人脑数据实现“数字永生”。然而,“技术”、“政策”和“伦理”是脑机接口大规模商用道路上不得不翻越的三座大山。有创脑机接口将芯片植入大脑,虽然可以更准确的采集脑电信息,但是“开颅”的操作还是有很大的风险。总的来说,这个领域一定要产学研结合,以市场为导向,以需求为导向,不能闭门造车在实验室里搞。

毫无疑问,脑机接口技术的研发需要大量的资金投入和昂贵的技术设备支持。依托上海微系统研究所强大的科研背景和前瞻性的战略布局,老虎科技完成了有创脑机接口领域的核心技术突破和关键器件制造。虎扑科技现有产品的主要材料为中国传统材料丝蛋白,具有柔软、体内安全性高等独特优势。目前已有部分产品在性能上超越Neuralink。去年,胡涛带领团队研发的柔性脑机接口技术在世界人工智能大会上公开亮相,并获得大会最高奖项——赛尔奖超级AI领袖奖。
图示:胡涛在2021年世界人工智能大会颁奖典礼上
目前,胡涛的团队已经在小鼠、兔子和猕猴等实验动物的单脑区和双脑区成功采集到有线和无线等多种方式的脑信号。通过灵活的脑机接口,它们不仅可以“读取”这些小动物在想什么,还可以将活动指令“写入”它们的大脑,以获得它们执行相应指令后的反馈信息,从而形成闭环互动。据悉,脑虎科技将在今年7月的上海人工智能大会上发布这一前沿技术的阶段性新成果。
商业化并没有空中的城堡那么遥远
整体来看,脑机接口还处于市场培育阶段,距离实现盈利还有一段距离。技术本身与医疗健康领域的性质高度契合,同时作为经久不衰的热门赛道,足以支撑脑机接口产品的广阔市场。未来不仅仅是在医疗健康领域,甚至在教育、游戏、电商领域,所有大脑可以操控的现实场景都可以通过脑机接口实现。随着脑机接口(BCI)成为全球关注的热点技术,许多咨询机构都看好BCI的未来。只有利用BCI的科技能力进入有明确适应症的医疗市场,才会有几百亿美元空,比如渐冻人、高位截瘫、癫痫、帕金森病等等,每个适应症都会有几十亿美元的市场。此外,大量脑部疾病可能在高通量BCI技术中更成功。一般来说,每增加一个指标,都会拓宽一个大的商业市场。
脑科学近年来成为硬科技投资领域的热门赛道。动脉网数据显示,2016年脑科学相关初创企业的投融资迎来拐点。当年,泛脑科学领域的融资事件有18起。2017年至2021年,投融资数量稳定在30笔以上,2021年达到峰值38笔。目前,脑科学电路已有100+国内企业、90+国内脑科学研究机构发生超过200次融资,超过100亿资金涌入。其中脑电图相关项目66个,占比超过50%,属于脑科学的绝对主流。
脑机接口分为侵入式和非侵入式两个技术流派。该赛道国内创新产品多为无创电生理设备和脑电波采集系统,有创产品和有创芯片产品几乎空白。随着脑机接口(BCI)向超小型化、无线化、采集和刺激一体化方向发展,有创BCI芯片将成为未来脑科学发展的重要领域。虎扑科技的进入,有效填补了国内有创脑机接口领域的空白。
虽然目前美国在该领域处于领先地位,但中国也保持着良好的发展态势。在国家政策支持、学术合作、产业整合下,极有望在短时间内实现“直道超车”。脑虎科技投资方陈天桥曾公开表示,希望将胡涛和脑虎科技做成样板,支持中国脑科学研究,全产业链支持科研、成果孵化和产业化运营,让脑科学成果真正惠及大众和科学家。
图示:胡涛和华山医院茅颖院长听取临床需求,优化技术方案。
彭蕾说,“目前脑科学正处于从学术到产业的转折点。”脑科技“双轨并行研究与产业”的独特商业模式,是胡涛和彭蕾在创业初期的默契。有着丰富商业经验的彭蕾深知,在推动公司商业运作的同时,需要强大的科技背景和科学使命的驱动。在明确了关键的技术突破、痛点和难点之后,他就可以利用这个领域的科技拐点,将科研团队和商业团队无缝对接。目前,老虎科技的柔性脑机接口主要用于治疗渐冻人、高位截瘫等重症,后期将应用于SCS脊髓康复和DBS帕金森康复,可见空的商业化值得期待。
浩瀚的银河系希望未来如其所愿。
有一句雷军的“名言”,被无数创业者奉为“站在风口上,猪都能飞”的经典。马斯克的猪现在在Neuralink的科学家手中一飞冲天。未来脑机接口最大的应用在于增强健康人大脑功能的消费类应用。胡涛表示,这里的关键在于,脑机接口的消费应用带来的便利能否碾压植入带来的风险。胡涛透露,他是近视手术的受益者。“这有点像治疗近视的手术。现在越来越多人接受是因为手术手段越来越先进,风险和创伤越来越小,效果越来越好”。就像现在的整容行业,最初的目的是将其应用于面部损伤的治疗。随着技术的成熟和市场需求的不断增加,整容已经形成了消费级的应用市场。在满足基本医疗需求后,将进一步实现消费者对美的心理需求。
被少数人推崇,被大多数人畏惧的脑机接口技术,注定会成为所有人的未来愿景。从人工智能到意识上传,从海洋深处到超新星禁区,甚至到我们身体内细胞间的微小缝隙空,人类科技触及的范围总有一天会赶上我们探索未知领域的雄心壮志。
当我们无数次仰望无边无际的天空空时,脑波汹涌,每个人都在寻找自己想要的答案,寻找关于存在、意识以及周围一切意义的本质解释。这是记录科学诞生历史的最好方式。无论是热带潮湿的夏夜,还是充满希望和冒险的旅程,这样的世界、这样的奇观不再只出现在科幻作品中,而是在我们眼前慢慢成型——就在此时此地。
天才物理学家霍金被上帝封死的智慧之门,被科学家的脑机接口技术重新打开,重新建立了与外界的沟通,让他晚年的著作依然可以广为流传,影响后世。

总有一天,我们将能够理解大脑中电风暴产生的私人信息的意义。显然,这些神经元风暴就像夏夜的雷雨空一样美丽无邪。解读这些雷电的秘密,一定会给我们充满敬畏的人带来奇妙的快乐。银河浩瀚。愿未来如你所愿。
关于脑虎科技
NeuroXess是一家生命科技公司,通过灵活的脑机接口技术保护和探索大脑。
使命:通过脑机接口技术重塑和强化人的感知和认知,进而保护、探索和延伸大脑边界,使HI和AI实现从交互、共生、孪生的发展。
愿景:NeuroXess致力于打破国外技术垄断,在柔性电极、生物材料、芯片设计、核心算法、植入方式、临床应用、生态构建等环节建立自己的全面领先优势。我们希望通过自己的努力,在2025年成为该领域的全球领导者。


