走和馬斯克不同的路 國產(chǎn)腦機接口是如何實現(xiàn)“意念”控制機械臂的

每經(jīng)記者 林姿辰    每經(jīng)編輯 文多    

用“大腦意念”操作機械臂？一項頗為賽博朋克的試驗已在國內(nèi)落地。

5月4日，全球首例非人靈長類動物介入式腦機接口試驗在北京取得成功，該試驗由南開大學(xué)段峰教授團隊、中國人民解放軍總醫(yī)院（301醫(yī)院）、心瑋醫(yī)療（HK06609，股價39.10港元，市值15.18億港元）聯(lián)合完成。該實驗在猴腦內(nèi)實現(xiàn)了介入式腦機接口腦控機械臂，標(biāo)志著國內(nèi)腦機接口技術(shù)躋身國際領(lǐng)先行列——而且走了一條與埃隆·馬斯克方面不同的技術(shù)路徑。

5月5日，《每日經(jīng)濟新聞》記者采訪了心瑋醫(yī)療副總經(jīng)理張涵，了解到本次試驗的更多細(xì)節(jié)。記者注意到，心瑋醫(yī)療是A股、港股市場唯一一家直接參與腦機接口研發(fā)的企業(yè)，但間接涉及腦機接口技術(shù)的上市公司不少，包括創(chuàng)新醫(yī)療（SZ002173，股價6.90元，市值31.26億元）、漢威科技（SZ300007，股價14.56元，市值47.51億元）、科大訊飛（SZ002230，股價58.05元，市值1349億元）等。

目前，這些企業(yè)的技術(shù)距離商業(yè)化都還有一段距離，而對口人才的培養(yǎng)和儲備將是一個長期話題。

圖片來源：南開大學(xué)新聞網(wǎng)截圖

參與公司：目前的裝置尚無法直接用于人體臨床

目前，全球已有多家企業(yè)完成腦機接口動物試驗，其中包括Neuralink、BrainCo和Synchron。

其中，Neuralink由“硅谷鋼鐵俠”馬斯克及科學(xué)家團隊于2016年創(chuàng)立，是少數(shù)從事侵入式腦機接口研發(fā)的企業(yè)代表；BrainCo（強腦科技）是專注于非侵入式腦機接口研發(fā)的企業(yè)代表。

而Synchron青睞的技術(shù)路徑介入二者之間，其試驗不需要對試驗者開顱并切除大塊頭骨，但沒有完全回避外科手術(shù)，是基于支架式腦機接口，使用神經(jīng)介入技術(shù)幫助癱瘓患者實現(xiàn)直接的大腦控制，包括機器肢體、外骨骼和通信輔助設(shè)備。

本次在國內(nèi)取得成功的腦機接口試驗與Synchron的技術(shù)更為貼近。公開資料顯示，參與試驗的企業(yè)心瑋醫(yī)療是一家醫(yī)療器械公司，2022年報顯示其共有17款神經(jīng)介入器械產(chǎn)品獲批，覆蓋了腦卒中治療及預(yù)防的各類神經(jīng)介入術(shù)式，但年報并未直接提及“腦機”等字眼。

5月5日，心瑋醫(yī)療首席財務(wù)官張涵對《每日經(jīng)濟新聞》記者表示，通常用于神經(jīng)介入手術(shù)的顱內(nèi)支架只是起到支架的功能，通俗地講，是把支架放到血管里面撐開并長期植入。而公司為本次試驗設(shè)計的腦機接口，在現(xiàn)有顱內(nèi)支架的基礎(chǔ)上添加了腦電信號采集裝置，即植入顱內(nèi)的器械以支架結(jié)構(gòu)為主，通過附加裝置，將腦電信號采集并傳輸?shù)襟w外儀器上，再通過體外儀器去解碼腦電信號，并將解碼后的信號傳遞到機械臂上，從而實現(xiàn)對機械臂的控制。

圖片來源：封面新聞視頻截圖

張涵告訴記者，相比侵入式腦機接口，基于現(xiàn)有神經(jīng)介入器械設(shè)計的介入式腦機接口，是一條兼具安全性和可實現(xiàn)性的理想路徑，但目前的裝置距離直接用于人體臨床和產(chǎn)業(yè)化，仍然有很多工作要做。

對于公司在年報中披露的已經(jīng)啟動臨床試驗的血管介入機器人系統(tǒng)，張涵表示：并非此次試驗中用到的產(chǎn)品，血管介入機器人系統(tǒng)主要用于介入手術(shù)中的器械控制和操作。

“南開大學(xué)段峰教授團隊在腦電信號采集、解碼以及機器人控制方面有比較多的積累，而公司的機器人研發(fā)團隊能夠為教授的工作提供支持和配合。”張涵說。

國內(nèi)腦機接口以非侵入式為主，人才短缺問題明顯

根據(jù)中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院公布的《腦機接口標(biāo)準(zhǔn)化白皮書2021》（以下簡稱“《白皮書》”），2019年全球腦機接口市場規(guī)模達(dá)11.8億美元，其中非侵入式腦機接口市場規(guī)模達(dá)10.25億美元；用于醫(yī)療保健領(lǐng)域和疾病治療的市場規(guī)模分別達(dá)7.36億美元和5.47億美元。全球腦機接口市場規(guī)模預(yù)計到2027年將達(dá)到36.9億美元，預(yù)期年復(fù)合增長率為15.5%（2021-2027）。

巨大的市場前景吸引著全球企業(yè)入局。《白皮書》顯示，全球腦機接口技術(shù)發(fā)展已進(jìn)入第三階段“技術(shù)和產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期”，從國內(nèi)外典型企業(yè)對比看，國內(nèi)腦機接口領(lǐng)域的典型企業(yè)涉足的領(lǐng)域為醫(yī)療康復(fù)、神經(jīng)研究及康復(fù)、教育、研究、通訊、BCI+大數(shù)據(jù)，接口類型均為非侵入式；國外典型企業(yè)涉足領(lǐng)域為醫(yī)療康復(fù)、神經(jīng)義肢、通用，接口類型既有非侵入式，也有侵入式。

據(jù)《每日經(jīng)濟新聞》記者梳理，目前包括華為、科大訊飛在內(nèi)的許多頭部科技公司已經(jīng)與科研院所牽手涉足腦機接口技術(shù)研發(fā)。

值得注意的是，由于一個完整的腦機接口系統(tǒng)通常包含信號采集、信號處理、計算機或其他設(shè)備、反饋環(huán)節(jié)四個部分，幾乎沒有企業(yè)能完整涉足各個方面，更多上市公司間接涉及腦機接口技術(shù)。

例如，如創(chuàng)新醫(yī)療2021年初與浙江大學(xué)教授許科帝共同創(chuàng)辦了杭州博靈醫(yī)療科技有限公司，研究運用腦機接口技術(shù)幫助偏癱患者恢復(fù)對殘疾肢體的自主控制；漢威科技的子公司在蘇州納米技術(shù)博覽會上推出類腦相關(guān)應(yīng)用；NeuroXess腦虎科技于2022年1月成立，專注微創(chuàng)侵入式柔性腦機接口。

但從科研成果到產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化不容易。記者注意到，我國在腦機接口領(lǐng)域已經(jīng)有一定的技術(shù)積累，早在2014年，中國就已首次用病人顱內(nèi)植入電極意念控制機械手，并成功完成高難度的肢體運動——“石頭、剪刀、布”這一猜拳動作。但9年過去了，腦機接口的產(chǎn)業(yè)化落地場景仍待拓展。

今年初，強腦科技創(chuàng)始人兼CEO韓璧丞曾表示，腦機接口在產(chǎn)業(yè)化的過程中面臨挑戰(zhàn)，比如價格、良品率、穩(wěn)定性等方面的問題，但其中最大的困難是人才的培養(yǎng)和儲備。中國開始從事腦機接口方面的研究相對于美國來說起步較晚，這一行業(yè)不僅需要國家重視，還需要高校重視，并系統(tǒng)化地重點培養(yǎng)腦機接口人才，在韓璧丞看來，從研究技術(shù)到真正做產(chǎn)品，至少需要十年時間。

封面圖片來源：視覺中國