“意念對話”如何實現(xiàn)？腦虎科技創(chuàng)始人陶虎：得益于高通量、高質(zhì)量、跨腦區(qū)腦電數(shù)據(jù)采集和分析

每經(jīng)記者 朱成祥    每經(jīng)編輯 陳俊杰    

2024年12月29日，國內(nèi)腦機接口頭部企業(yè)腦虎科技在上海舉行媒體會。腦虎科技創(chuàng)始人、首席科學家陶虎介紹了“意念對話”的實現(xiàn)。

據(jù)了解，腦虎科技全自主研發(fā)了256通道高通量植入式柔性腦機接口，近期在復旦大學附屬華山醫(yī)院先后開展高精度實時運動解碼和語言解碼臨床試驗研究。得益于高通量、高質(zhì)量、跨腦區(qū)大規(guī)模腦電數(shù)據(jù)高效采集和實時分析，術(shù)中幾分鐘即可精準定位相關(guān)腦功能區(qū)，手術(shù)后兩天即可開展運動/語言解碼試驗，兩周內(nèi)即可實現(xiàn)“腦控”智能設(shè)備和“意念對話”。

如何實現(xiàn)“意念對話”？

根據(jù)頭豹研究院研報，腦機接口指的是在生物大腦與計算機等電子設(shè)備間建立交流、控制通道。腦機接口工作流程包括腦電信號的獲取、信號處理（特征提取和分類判斷）、信號的輸出和執(zhí)行，最終再將信號反饋給大腦。

根據(jù)硬件接入方式不同，可分為侵入式與非侵入式腦機接口。非侵入式腦機接口代表廠商有Brain Co強腦科技，侵入式腦機接口代表廠商有腦虎科技。侵入式腦機接口通常需要通過神經(jīng)外科手術(shù)，將電極等硬件直接與大腦皮層接觸或植入大腦皮層某特定部位，從而采集和檢測腦內(nèi)神經(jīng)元活動。

關(guān)于信號采集，陶虎以“運動功能重塑”介紹稱，通過高通量的柔性植入式接口，精準獲取大腦運動（負責運動區(qū)域的信號）。隨著通道數(shù)的增加，可以更好地獲取精準的布局環(huán)節(jié)。由于通道數(shù)的大幅提升，病人實時腦電數(shù)據(jù)也得到很大的提升。

其表示，在大腦上頻繁的采集各種電極，信號損失很大。腦虎科技采取高通量柔性皮層電極，是需要開顱手術(shù)，把電極放置在大腦皮層上。這樣做的好處，是電極覆蓋的區(qū)域比較大，可以跨腦區(qū)收集信號，也不用破壞大腦本身內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。

需要注意的是，腦虎科技的植入式電極是放置在硬膜之下。對此，陶虎解釋：“我們發(fā)現(xiàn)，硬膜這一層對信號衰減影響很大。”

言下之意，是放置在硬膜之下，有利于信號的收集以及解碼。

此外，陶虎也表示，硬膜手術(shù)已經(jīng)是神經(jīng)外科臨床手術(shù)一個標準術(shù)式。不管是癲癇病灶的移除，還是腦膠質(zhì)瘤的移除都要做?？梢哉f，硬膜手術(shù)并沒有給病人或者醫(yī)院手術(shù)帶來額外的負擔。

信號采集：高通量植入式柔性電極

柔性電極放置在硬膜下，而控制器還是放置在顱骨上。對此，陶虎表示，目前也在做技術(shù)的權(quán)衡，只把需要植入的部分放置進去，而不是把所有東西放置進去，這對后期的維護、升級都有利。

據(jù)腦虎科技相關(guān)工作人員介紹，由柔性電極收集信號，然后由“控制器”進行信號處理并傳輸出去。

目前，腦虎科技相關(guān)產(chǎn)品仍是有線傳輸，因此病人大腦后面仍接了一個“小辮子”。未來，腦虎科技相關(guān)產(chǎn)品將實現(xiàn)無線傳輸。

陶虎介紹稱：“我們無線版本已經(jīng)開發(fā)出來了，春節(jié)前后會做一個高通量柔性植入式（手術(shù)），它是一個無線的版本。”

另外，此次腦虎科技披露實現(xiàn)“意念對話”的關(guān)鍵之一，便是高達256通道的腦電采集通道。

對于如何實現(xiàn)高通量，陶虎回復《每日經(jīng)濟新聞》記者表示：“它其實是一個系統(tǒng)的考慮。一方面，腦虎科技通過微納加工的技術(shù)，在單位面積集中更多的電極數(shù)。隨著電極數(shù)的提升，（收集）數(shù)據(jù)的質(zhì)量呈現(xiàn)指數(shù)倍上升。另一方面，由于我們放置位置部位不一樣，本身采集的頻率也會有所提高。而這些，對芯片的要求也很高。因此，腦虎科技通過芯片的優(yōu)化，來與大規(guī)模數(shù)據(jù)采寫匹配。”

陶虎補充表示：“同時，我們還使用了相應的工程上的優(yōu)化。比如腦虎科技現(xiàn)在使用256通道，其實是為了快速地術(shù)中定位，以及準確地選取跟應用場景相關(guān)的通道。我們真正在做實時編解碼的時候，并不一定使用256通道，而是對幾十個相關(guān)通道進行采集。如此一來，可以降低數(shù)據(jù)處理的壓力。”

封面圖片來源：企業(yè)供圖