与马斯克Neuralink“扳手腕”,上海两位90后为何能做到
与马斯克Neuralink“扳手腕”,上海两位90后为何能做到
与马斯克Neuralink“扳手腕”,上海两位90后为何能做到
成立不到5年,由(yóu)两名90后创立的上海脑机接口公司“阶梯医疗”成为全球第二家进入注册临床阶段的侵入式脑机接口公司——近日完成(wánchéng)植入手术(shǒushù)后,四肢(sìzhī)截肢患者已可通过意念顺畅上网、打游戏,产品多项性能指标超越马斯克旗下的脑机接口公司Neuralink。
受试者术后一个月脑控玩赛车游戏(图/阶梯医疗(yīliáo))
年轻人何以带领年轻公司快速实现赶超?阶梯(jiētī)医疗创始人赵郑拓、李雪在接受本报记者专访(zhuānfǎng)时表示,来到上海,扎根(zhāgēn)中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心,是(shì)他们迈向成功的最关键一步。植根脑科学基础研究,背靠上海得天独厚的产业资源和政策支持,阶梯医疗第一代脑机(nǎojī)(nǎojī)接口产品预计2028年上市,同时公司已在开发第二、第三代产品,有望在未来5到10年内形成脑机接口信号采集、神经刺激、植入术式等(děng)各类技术平台,完成不同适应症的脑机接口产品开发。
走对最关键一步:来上海,加盟(jiāméng)脑智中心
“我希望神经电极能‘一年(yīnián)上猴,三年上人’。”2020年,当赵郑拓在脑智中心的应聘报告中说出这个(zhègè)愿望(yuànwàng)时,台下笑声一片,当时大多数人觉得这个想法不太可能实现。
其实,赵郑拓自己也没有十足把握。彼时,他只知道自己在美国德克萨斯大学奥斯汀分校攻读(gōngdú)博士(bóshì)时开发的脑机接口技术颇受同行(tóngháng)认可,不少实验室专门派人来跟(gēn)他学习。但真要做成性能稳定、质量可靠的医疗级产品,显然路还很远。
没想到(méixiǎngdào)这个愿景竟在3年后实现了,而且5年内完成了整套脑机接口系统(xìtǒng)的开发并(bìng)进入临床试验。赵郑拓觉得,梦想成真的最关键一步是“来上海,加盟脑智中心”。
赵郑拓研究员(刘琦(liúqí)/摄)
早在2018年的一次国际会议上,赵郑拓的交流报告引起了(le)中国科学院院士、时任脑智中心(zhōngxīn)主任蒲慕明的注意,并向他发出了“来(lái)上海,来脑智中心”的邀约。
而赵(zhào)郑拓对脑智中心早有(yǒu)向往。“2014年申请博士时,我选择(xuǎnzé)了脑机接口方向,但对其(qí)未来前景,心中仍有迷茫。”他说,当时读到了蒲慕明撰写的一篇(yīpiān)介绍“中国脑计划”的综述,其中关于神经科学前景的论述,至今记忆犹新。这不仅让他坚定了自己的选择,更让他心底“种草”——如果(rúguǒ)能在这样一位战略科学家领导的科研机构发展,将是年轻科学家的幸运。
2020年,赵郑拓和李雪先后加入脑智中心。博士刚毕业的李雪通过脑智中心“青年(qīngnián)研究员计划”直接担任(dānrèn)多模式神经界面研究组组长,而赵郑拓更是挑起了科技部科技创新2030重大任务(青年科学家项目)首席科学家、中国科学院神经所“十四五(shísìwǔ)”攻关团队“脑机接口技术(jiēkǒujìshù)及其临床应用(yìngyòng)”首席科学家等重担。
用少得(dé)多的研发投入“四两拨千斤”
“恐怕世界上找不到第二个地方,如此有利于脑机(nǎojī)接口技术发展。”赵郑拓说,如果(rúguǒ)不是来上海,扎根脑智中心,他们绝对不可能(kěnéng)用比Neuralink少得多的研发投入,在(zài)侵入式脑机接口领域与马斯克“扳手腕”。
在上海市科委和脑智中心的支持下,脑机接口实验室建起了专用的微纳加工平台,团队得以迅速搭建(dājiàn)起脑机接口部件(bùjiàn)从设计、研发(yánfā)、生产、测试到质控的完整体系,为技术和产品的快速迭代奠定工具基础。
脑智中心的非人灵长类实验动物平台为年轻团队(tuánduì)实现“一年上猴”的目标提供了独一无二的支撑(zhīchēng)。“Neuralink的研发团队中很缺神经(shénjīng)科学家,因此他们无法根据(gēnjù)精确的神经反馈,设计出冗余极小的产品。”赵郑拓说,而阶梯医疗的第一代产品仅用64通道(tōngdào)就实现了几乎等效于Neuralink1024通道的功能。
赵郑拓、李雪(lǐxuě)等研发的第一代脑机接口产品植入体(袁婧/摄)
短短几年,赵郑拓和李雪团队已与脑智中心超过1/3的课题组(kètízǔ)建立了合作:一方面,不同课题组为他们的脑机接口(jiēkǒu)开发提供(tígōng)神经科学基础研究支撑;另一方面,不断迭代的脑机接口也为其他(qítā)课题组提供了观察神经活动的利器,推动基础研究不断深入。
在他们看来,在脑机接口这样的(de)新质生产力赛道上,基础研究与产业发展已密不可分,在“为人类造福(zàofú)”的价值牵引下,正形成日趋紧密的双螺旋(shuāngluóxuán)结构,不断向上延展。
今年2月,阶梯医疗完成3.5亿元B轮融资,这也是国内(guónèi)侵入式(shì)脑机接口行业史上最大一笔融资。赵郑拓说,选择创业,为的是让实验室技术更(gèng)快变成符合上市标准的医疗器械产品。
但只有真正经历过,才会明白“从1到100”甚至比“从0到1”更难。他已(yǐ)记不清为了优化设计方案,团队进行(jìnxíng)了多少(duōshǎo)次尝试。当2023年底,终于拿到电极的测试通过报告,整个团队的兴奋(xīngfèn)程度甚至超过这次临床试验。
赵郑拓觉得一路走来很幸运,几乎每个(měigè)难关都得到(dédào)了支持(zhīchí)和帮助:在技术攻关上,无论电池供应、蓝牙方案定制,还是特定算法和专用芯片开发,他们都在中国科学院的不同研究所找到支持;在产业化过程中,无论是(wúlùnshì)推进医疗产品型检(xíngjiǎn)、启动临床试验,还是融资的促成,上海市科委、市药监局等部门都积极提供服务。
基础研究与产业联动(liándòng),打开更多想象空间
“当顶尖资源汇聚(huìjù),原先想不到、甚至不可能的路径都成为(chéngwéi)可能。”赵郑拓提到,一次,脑机(nǎojī)接口团队在研究利用血管将神经电极植入脑部时,对“穿过血管壁”的操作犹豫不定,复旦大学附属华山医院(huàshānyīyuàn)神经外科团队告诉他们“这在临床上不是问题”。
上海交通大学附属第九人民医院与团队合作开发人工(réngōng)听觉脑机接口,但在如何给神经(shénjīng)系统写入精细听觉信息上碰到了困难。蒲慕明(púmùmíng)院士在与团队仔细探讨后,创新性地提出“引入神经可塑性来建立更佳的人工听觉”的建议。“无论是(wúlùnshì)医生(yīshēng)还是我们,完全没想到过这条路径。”赵郑拓说。
如今,更广阔的发展空间正在迅速打开。除了大脑,侵入(qīnrù)式脑机接口还(hái)可能对脊柱神经、外周神经进行信号读取,未来有望帮助脊柱神经损伤患者重建神经回路,让面瘫患者恢复自然的笑容(xiàoróng)。
实验室展示的不同(bùtóng)种类电极(刘琦/摄)
不过,针对每一种不同的应用(yìngyòng)场景(chǎngjǐng),都需要进行针对性的技术研发。“每一步进展都离不开基础研究与产业发展的密切联动。”在赵郑拓看来,随着《上海市脑机(nǎojī)接口(jiēkǒu)未来产业培育行动方案(2025—2030年)》的发布,脑机接口产业已站上“天时地利人和”的起飞跑道。他(tā)判断(pànduàn),随着应用需求的涌现(yǒngxiàn),脑机接口相关传感器、芯片等需求也会大幅增加。如能通过政策、产业链布局整合等手段,将上海集成电路产业的优势嫁接到(dào)脑机接口赛道,将会释放更大的发展潜力。






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