在近期TED對馬斯克的訪談中,馬斯克提到“SpaceX、特斯拉、Neuralink都是對人類的愛”,與SpaceX、特斯拉所處的賽道在近兩年大熱一樣,Neuralink所切的腦科學領域也在今年迎來發展高潮。

Neuralink主要是利用侵入式腦機接口對外部器械進行控制,短期來說可以在個體層面上對受傷病人提供幫助,長期來說則是通過將數字智能和生物智能更緊密結合起來,解決人工智能帶來的文明風險問題。

然而因爲侵入式腦機接口是唯一能夠實現長期穩定在體監控數以億計神經元放電網絡的技術,對硬件與人才的水平要求較高,所以長期以來該領域的國內市場一直處於較爲空白的狀態。

“但我們認爲侵入式的腦機接口是真正解開腦科學終極謎團的唯一路徑。”在彭雷看來未來侵入式腦機接口一定會有巨大的發展機遇。

2021年11月,彭雷與合夥人陶虎一起創立了侵入式腦機接口公司腦虎科技,並直接對標馬斯克的Neuralink。在成立僅半年的時間裏,腦虎科技聚攏了近50人的團隊,產品已完成了所有動物實驗與臨牀倫理審批,其預計將在今年7月份進行年度技術成果階段性發布。

- 腦虎科技創始團隊 -

融資方面,2022年1月,腦虎科技宣佈完成Pre-A輪融資,投資方爲盛大集團、紅杉中國種子基金、湧鏵投資、聯新資本、腦智創聯投資;2021年12月,腦虎科技獲得天使輪投資,投資方爲紅杉中國、湧鏵投資、盛大集團。

對標Neuralink,科研與商業雙軌並行,設備、人才壁壘兼具

創立腦虎科技前,彭雷曾有過多年創業經歷,其先後創辦過名片網、24 券、客如雲等公司,其中客如雲是當時國內規模最大的SaaS服務商之一,2019年客如雲被阿里集團收購,彭雷加入阿里並擔任本地生活資深副總裁一職。

在親歷了過去十幾年中國互聯網浪潮競爭最激烈的階段後,彭雷覺得現在真正需要解決問題的是核心硬科技領域。

而在這些硬科技的領域中,彭雷對腦科學最感興趣。第一,彭雷認爲腦科學問題是宇宙中已知的最複雜的問題;第二,國家正在大力助推腦科學的發展,去年9月,科技部網站正式發佈科技創新2030“腦科學與類腦研究”重大項目2021年度項目申報指南的通知,該指南的發佈標誌着醞釀6年多的中國腦計劃項目的正式啓動。

2021年11月,彭雷與其合夥人陶虎共同創立了侵入式腦機接口公司腦虎科技。陶虎是彭雷中科大本科同班同學,也是國內腦機接口、人工智能、微納傳感領域的權威專家,現任中科院上海微系統所副所長、2020前沿實驗室的創始主任,曾率領團隊在微納傳感器、生物醫用材料、腦機接口等領域發表了多篇頂級論文、申請了該領域的數十項核心專利,是該領域的代表性科學家之。

腦機接口是通過人腦或動物大腦與外部設備之間的直接連接,實現大腦與設備之間的信息交換。腦機接口工作流程包括腦電圖信號的採集、信號處理、信號輸出和執行,以及最後將信號反饋給大腦。

行業內腦機接口主要有侵入式與非侵入式兩類,其中根據病症的不同,侵入式腦機接口可分爲針對退性神經疾病的治療與幫助高度殘疾人實現對外部器械的控制;非侵入式腦機接口可分爲利用腦機接口實現對外部器械的控制,例如控制康復設備,以及通過腦機接口對頭皮某些特徵比較明顯的信號的解碼,解決教育、娛樂、睡眠等方面的問題。

在彭雷看來,非侵入式的腦機接口從真正監控單個神經元方面,甚至是從對單個神經元做調控的角度來講,只能是一個輔助手段,而且通過此方式獲得的EEG信號有非常多噪音,“非侵入式的腦機接口在做術前規劃、定性分析等方面會是一個重要的支撐工具,但要做高通量神經元的採集與調控,侵入式腦機接口是唯一走得通的路徑。

由於侵入式腦機接口需長期穩定插入到大腦中,所以對於設備的研發有較高要求,而且由於該領域涉及到芯片、半導體、算法、醫療器械、神經科學等多學科的交叉,相關人才也較爲稀缺。而這兩方面也恰是腦虎科技的核心壁壘所在。

從設備出發,腦虎科技目前已經與Neuralink形成了端到端的產品對標能力。侵入式腦機接口主要涉及的產品模塊包含植入式電極、腦機接口芯片、相關的軟件算法以及植入機器人等,在這些方面,腦虎科技與Neuralink形成了完全對比的產品矩陣。

具體到每個版塊產品性能上,腦虎科技最大的優勢來自於其柔性電極是以蠶絲蛋白包裹的方式被植入顱內。

- 腦虎科技動物實驗 -

目前侵入式腦機接口主要面臨三個問題:

1、涉及開顱且會對大腦造成損傷,使患者對於植入電極存在顧慮

2、由於人體免疫的攻擊,在長期植入下,電極周圍會包裹一層神經膠質細胞,使採集到的神經信號變弱

3、很多算法可能都無法對神經進行有效解碼

一直以來,猶他陣列電極都是臨牀上唯一批准的侵入式腦機接口微電極陣列系統,但由於此種硬性電極的植入會存在手術創傷大、感染風險高、排異反應大、體內工作時間短等現象,這就導致了上述三個問題中前兩個的產生,所以近年來行業內玩家都在探索基於柔性電極的腦機接口。

陶虎擁有多年的微納傳感器研究背景,以及豐富的蠶絲蛋白研究經驗,在十年前其就掌握了蠶絲蛋白從製備到稀釋再到控制等多方面的核心技術,最初他嘗試用蠶絲蛋白做傳感器的基底和封裝材料,後來他發現這個領域比之前用激光加工蠶絲蛋白的發展空間更大,加之蠶絲蛋白本身又是一個生物相容性非常好的材料,在身體中降解後只有氨基酸與水,安全性極高。所以在做柔性電極研發上,腦虎科技便結合了蠶絲蛋白,使得電極在能夠插入大腦的基礎上,又對大腦損傷最小。

另外,腦虎科技通過設計還實現了其腦機接口的免開顱微創植入,該系統的植入創傷與體檢抽血使用的針孔(0.45mm 左右)相差無幾。

在對神經的解碼上,腦虎科技採集到單個神經元信號後,會對信號進行濾波、特徵提取、模式識別,從而判斷信號所反映的內容,之後再通過後端芯片做處理,繼而進入算法庫做機器學習優化算法,最終達成意念控制語言或外骨骼。“隨着我們之後有更好的數據、更多的通道、更快的芯片、更準的算法,最終我們的解碼將會越來越準確。”

從人才角度來看,目前行業內的玩家有的擅長做腦電儀、有的擅長做解碼芯片設計、有的擅長做醫療器械,而腦虎科技團隊則做到了足夠均衡:由中科院團隊在前端進行前沿技術研發的探索,腦虎科技執行相應技術的落地和產業化。雙軌制的商業模式之下有效結合微系統所科研能力和腦虎科技的商業人才優勢,公司的核心成員來自阿里、華爲、美敦力、微創、科大訊飛、寒武紀等企業,擁有橫跨神經、雲、科技、臨牀、類腦、人工智能等多領域的專家顧問團。

- 腦虎科技顧問團成員 -

三個“五年計劃”,以科技樹爲基點進行商業化

從創立之初腦虎科技便制定了明確的發展戰略——三個“五年計劃”

在第一個五年,腦虎科技將自己定位爲嚴肅的醫療器械提供商,去解決絕症、重症患者的適應症,比如漸凍症、高位截癱等。

據彭雷介紹,腦機接口在醫療部分的想象空間已超1500億美元,目前在神經介入性調控的醫療器械市場規模已有20億至30億美元,未來每增加一種適應症,例如癲癇、帕金森等,產業都會擴大幾十億美金。

在具體選擇針對的病症時,腦虎科技有一個基本邏輯,即所選病症需長在其“科技樹”上。所謂的科技樹是針對終極目標所制定的需要不斷積累能力的方向,比如植入體體積越來越小、植入創口越來越小、芯片效率越來越高、電極越來越柔、通道數越來越高、在體時間越來越長等,這些都是腦虎科技的科技樹。

“如果治療一個病種所需的是我們科技樹上的能力,我們就會用科技樹做一款醫療產品去切這個市場,但如果不是我們科技樹上的病症,即便可以賺很多錢,我們也不會做。”

在第二個五年,隨着技術越來越成熟,包括創口越來越小、電極越來越可靠、植入體的體積越來越小、芯片算法越來越強,腦虎科技將會把技術用到普通人身長,助力普通人變爲超人。

這個階段可以真正實現聽覺、視覺、觸覺的模擬,不僅能夠應用在遊戲、教育等層面,還能讓大腦與AI進行無線的實時互聯,彭雷認爲,真正的元宇宙未來必須通過腦機接口來實現。

在第三個五年,腦虎科技的目標是完全解開大腦的密碼,實現個人思維意識脫離身體,數字化生存,即數字孿生。

而屆時,腦機接口行業面臨的最大問題將會是倫理問題。比如,在真正應用到普通人層面時,哪些可以強化,哪些不適合被強化都是需要權衡的問題,所以在成立之初,腦虎科技便擬定了自己的倫理守則:人道優先於科研與商業;尊重生命與自然;以敬畏之心推動倫理演進;堅持反哺科研、反哺社會。

團隊方面,腦虎科技已有近50名員工。目前腦虎科技有多個崗位仍在招聘中,比如AI、產品 ,研發,硬件,醫療等領域,感興趣者可與小飯桌取得聯繫。

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