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“脑机接口”大热,但专家建议这些企业不要盲目布局

最新调研

2023-06-02 22:36

在应用方面,脑机接口的产业应用实践将具有显著的社会效益。

“脑机接口”再一次成为行业焦点。

近日,工信部总工程师赵志国在一场论坛中公开称“将把脑机接口作为培育未来产业发展的重要方向”。他表示,我国已经形成覆盖基础层、技术层与应用层的脑机接口全产业链,并在医疗、教育、工业、娱乐等领域应用落地。

资本市场对此反应热烈,脑机接口板块持续走高,截至6月1日收盘,新智认知(603869.SH)、创新医疗(002173.SZ)均已五连板,三博脑科(301293.SZ)盘中涨幅20%,科大讯飞(002230.SZ)、世纪华通(002602.SZ)涨停。

当前,我国在该领域的技术与应用层面分别有哪些进展?还需克服哪些挑战呢?

部分企业已在治疗脑部疾病层面发力

脑机接口,是指在有机生命形式的脑与具有处理或计算机能力的设备之间,创建用于信息交换的连接通路,实现信息交换及控制。

根据中国信通院发布的《脑机接口总体愿景与关键技术研究报告》(下称《报告》),脑机接口按照信号采集方式不同主要分为植入和非植入两种技术路线。

《报告》提到,植入式脑机接口技术主要应用在医疗领域,最有可能率先落地并带来市场收益的是神经替代、神经调控相关技术和产品。非植入式脑机接口技术可应用在更广泛的生活生产领域,正逐步在康复训练、教育娱乐、智能生活、生产制造等众多方面为人类带来福祉。

当前,中国脑科学计划以“一体两翼”为结构,即以研究脑认知的神经原理为基础,用以研发重大脑疾病的治疗方法和推动新一代人工智能的发展。根据顶层设计,“十四五”期间,我国脑科学与类脑研究将围绕脑认知原理解析、脑介观神经联接图谱绘制、脑重大疾病机理与干预研究等五项重点来进行。

对于脑机接口如何在治疗大脑疾病上发挥作用,海军军医大学第一附属医院脑血管病中心执行主任杨鹏飞说,在大脑与机器之间建立高效的信息交流通道的作用,一方面有助于癫痫、卒中等在内的疾病的诊断和监测。“如果在大脑内植入类似接口,可以更早地监测到脑疾病发生前的一些状态,有助于早期诊断,进而早期干预。”

另一方面,杨鹏飞说,在高效的信息交流及信息解码技术下,一些脑疾病的治疗及康复也变为可能。比如,脑机接口可以帮助通过意念控制来进行手臂等肢体的恢复,或控制语言的发声训练。

图为参展观众体验脑机接口手功能康复训练与评估系统

国内一些独角兽公司已在治疗脑部疾病层面发力。由中科院上海微系统所副所长陶虎担任创始人的脑虎科技已于2022年发布国内首款“半侵入式脑机接口”。公司CEO彭雷表示,脑机接口需要解决三大技术突破,包括电级的高通量、低创伤植入、长期载体的安全性。

“人类大脑包含860亿个神经元,我们的高通量电级已经可以做到百万级的神经元信息读取,同时,我们采取蚕丝蛋白包裹技术将电极植入大脑,并让其硬度介入脑组织、血管之间,正好能插得进脑组织但插不破血管。”彭雷说,不过目前公司的脑机接口均在医院、实验室的科研端应用,“目前,我们与国内一些主要研究院合作,为他们提供脑机接口领域从电极、植入体、芯片、算法、软件等在内的一整套方案。在没有拿到医疗器械注册证(这可能需要5~7年时间)之前,为了实现商业化,还是需要先将产品卖到科研市场。”

另一家正在探索以“无创脑深部刺激技术”来治疗帕金森、抑郁症、阿尔茨海默症等疾病的公司穹顶科技,也刚在4月末完成了刺激器样机的送检样组装。公司CEO李龙博士告诉记者,无创调控的难度在于如何精准地使电磁波达到靶点。

“为此,我们开发了一套TI(时间干涉)技术进行正向仿真和逆向仿真,最终做到医生只需根据病人情况,来选取对应的电极强度和参数,实现病人治疗。”李龙说。

企业要做好长期攻坚准备

资本市场为何看好脑机接口领域?

华兴资本医疗与生命科技事业部董事贾妍告诉记者,一方面,近10年来,随着国际上脑机接口技术逐步成熟(尤其是马斯克旗下Neuralink人脑芯片植入公司在近日获得美国食品药品监督管理局批准,可在人体上开展临床研究),业内认为该领域的技术即将进入转化阶段,也就是相关设备可以在更低容错、更高效能上实现工程化。另一方面,随着ChatGPT的出现,脑部功能区的信息解码也被认为可以应用了,“这是技术成熟度达到一定阶段的市场反应”。

“国内脑机接口市场起步较晚,但今年5月北京完成了全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验,标志着我国在脑机接口领域的技术已站上世界舞台并跻身全球前列,这也将是推进我国脑机接口实现产业化的关键。”沙利文头豹研究院医疗行业高级分析师孙榕说。

孙榕从应用层面分析称,目前,脑机接口在可监测用户状态、通信传输这两大功能下,可赋能医疗健康、智能空间、教育教学、游戏娱乐等场景,但市场刚需属性决定了脑机接口现阶段多应用于脑科学科研和脑疾病患者康复上。“例如,浙江大学与浙大二院神经外科曾合作完成了国内首例植入式脑机接口临床研究,帮助因车祸造成四肢完全瘫痪的患者,通过意念控制外部设备开展日常行为。”

《报告》也提到,在应用方面,脑机接口的产业应用实践将具有显著的社会效益。具体体现在,一是促进人民健康生活水平质量提升,特别是对神经疾病群体(渐冻症、癫痫、帕金森等)生活质量改善起到显著推动作用,推动医疗、康养产业数字化和智能化;二是推动前沿科技创新,人才短缺、老龄化严重威胁、抗灾救援等问题一直困扰人类生活,人类能力的增强对于弥合差距和满足行业需求至关重要,脑机接口技术将推动人体增强和替代技术发展,对人类生活和社会活动产生颠覆性影响;三是助力经济发展,脑科学与多领域融合将呈现应用行业广、辐射范围大的特点。

对于一些想要布局脑机接口领域的企业,贾妍称,对于非侵入式脑机接口,企业需要找好切入场景,比如是用技术来简单地控制物体或玩具,还是解决失眠等健康问题;对于侵入式的脑机接口,企业则需要找好合适的疾病适应症(比如有病人在没有其他疗法的情况下,只能选择侵入式脑机接口治疗,从伦理上更说得通),如果企业没有在算法、电极等核心技术上的能力,建议不要考虑布局这个领域。

孙榕认为,脑机接口作为一个拥有极高壁垒的产业,深度融合了计算机科学、神经科学、机械工程、生物工程等学科。为此,企业需要做好从基础科研走向市场的长期攻坚准备,同时完善复合型人才建设、掌握上游芯片及关键元器件的核心技术,并解决技术卡脖子难题,同时具备充足资金用以长期的科技投入。

《报告》认为,脑机接口产业在发展中对“多学科协作、多行业协同”的诉求非常强烈。有必要面向脑机接口领域,形成“产学研用医政”协同创新体系。因此建议,以科研资源共享机制推动学术协同、以联盟合作方式推动产业协同、以标准和测试研究推动应用落地、以科技伦理保障应用安全。

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