作者:沈春蕾 来源:中国科学报 发布时间:2023/9/11 10:15:42
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五年,他见证了脑机接口从“不受待见”到成为“风口”

 

猕猴脑机接口实验模型  受访者供图

■本报记者 沈春蕾

“创业,没钱没人;融资,不受待见。”

2018年秋,从美国回来的李骁健带着将脑机接口技术做成医疗器械的想法四处奔波找钱找人,但屡屡受挫。

与此同时,中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称深圳先进院)向他抛来橄榄枝,邀请他加入深圳先进院脑认知与脑疾病研究所。李骁健一边从事科学研究,一边等待合适的创业时机。

今年2月,从事医疗级全植入式无线脑机接口系统研发的初创公司——微灵医疗完成数千万元天使轮融资,由蓝驰创投与鼎晖投资共同领投,纳通科技集团和果壳发起的未来光锥等跟投。李骁健正是微灵医疗的创始人之一。

不到5年的时间里,李骁健是如何实现创业的?脑机接口又是如何从不受资本待见到成为“风口”的呢?

脑机接口可以做什么

什么是脑机接口?脑机接口能干什么?回国后的李骁健一边在深圳先进院进行技术攻关,一边推广脑机接口技术。

“脑机接口简言之就是大脑与外界直接进行通信的方式。”李骁健向《中国科学报》解释道,“我们通过眼睛、鼻子、耳朵、嘴,以及全身其他器官来接收外界信息,也可以通过语言和动作发出信息。如果这些器官受到损害,比如失明、耳聋、肢体瘫痪,脑机接口就可以替代这些受损的器官来收发信息。”

大脑是如何实现这些复杂功能的呢?李骁健介绍,大脑由近1000亿个神经元构成,这些神经元进行信息的接收、处理和转发。它们通过级联方式形成通信网络,这些网络交联就可以实现复杂信息的处理。

脑机接口首先要做的是获取这些神经元传递的信息,具体做法是在大脑内放置很多传感器来监听这些神经元的活动。

谈及脑机接口的应用,李骁健列举了美国一位名叫Phil Kennedy的神经工程师的例子,他希望通过脑机接口技术让渐冻症病人重新说话,并开展了近30年的研究。2014年,他作出一个大胆的决定——找人给自己做开颅手术,植入自己研发的电极,并从自己脑内采集到为期四周的神经信息的宝贵数据。

近年来,脑机接口的应用经常见诸报端。比如,一位上肢不能活动的瘫痪病人通过头上一个类似插头的装置来采集神经信息,经计算机处理后变成机械控制指令控制机械手臂完成喝水等动作;另一位因车祸导致手部完全不能活动的患者,在接受脑机接口手术植入电极后,其大脑可以感知到手的触觉。

进入产业转化临界点

李骁健跟脑机接口结缘还得从他在中国科学院生物物理研究所(以下简称生物物理所)攻读博士学位说起。他最早接触的研究工作是脑信息的采集、提取和分析。2010至2018年,李骁健前往美国继续深造,先后在美国佐治亚医学院、美国西北大学芬博格医学院从事视觉和运动系统的植入式脑机接口技术研究。

10多年的求学和工作经历让李骁健积累了与脑机接口相关的大量底层技术,也在研究中发现脑机接口的临床应用还需要更完善的硬件设备来支撑。

李骁健刚加入深圳先进院时,恰逢广东省重点领域研发计划“脑科学与类脑研究”重点专项启动。他先后参与了省级的类脑智能关键技术及系统研究、国家级脑机融合的脑信息认知关键技术研究等项目。

在深圳先进院,李骁健的工作主要是将脑机接口设备植入猕猴大脑进行神经信号的采集、处理和分析等,目标就是植入的器件更小巧、交互信息更高效。

谈及为什么选择做植入器件,李骁健告诉《中国科学报》:“几十年前科研人员希望通过一些无创的穿戴技术,把脑机接口的传感器放置在脑外,通过无线的通信方式进行信息交互。但实际上,无论是从脑内读取数据,还是向脑内输入数据,穿戴式技术的时空精度都很低,能传输的信息量也很少。”

“如果要获取精准交互的脑信息,信号传递的过程就必须在脑内进行。”李骁健说,特别是纳米神经交互技术将有广阔应用前景。该技术是对神经界面进行微米化甚至是纳米化的操作,让脑内和脑外信息实现双向无线传递。这是一种跨越颅骨的无线传输技术,只需要在人脑通过微创手术植入传感器即可实现,避免了大型脑外科手术带来的创伤。

近几年,脑机接口技术已经进入了产业转化临界点。在深圳先进院的支持下,李骁健联合深圳先进院的同事、也是生物物理所的伙伴邓春山和苏涛创办了微灵医疗,希望能够做出真正应用在临床上的脑机接口医疗器械。

从“不受待见”到成为“大忙人”

创业初期,李骁健带领的微灵医疗不受资本待见,融资很困难。“当时,脑机接口这个赛道刚处于起步阶段,国内从事相关研究并希望搭建产业化平台的团队并不多,还没有受到投资人的关注。”

尽管如此,李骁健仍然带领团队继续攻关技术,在高密度超柔顺神经传感器阵列、采集刺激一体闭环神经电子芯片等底层器件层面、数千通道级微型化脑机信息交互仪、脑信息无线收发器、高通量神经信号实时解析与转码器、类脑智能解算与控制器等脑机融合核心基础模块层面,均拥有了较成熟的技术。

在系统平台层面,李骁健团队完整搭建了植入式脑机接口临床前研究范式和功能评估系统,并成功完成了多只猕猴的脑机接口植入手术,现在正进行脑机智能融合训练实验。特别是2022年秋,李骁健与合作团队突破了新型光纳米神经遥控技术,让脑机接口设备微器件化、灵活精准微创植入、使用寿命可控,并实现无线交互信息。

一系列技术的突破吸引了投资方的关注。“脑机接口是一项复杂的复合型工程,从科学创新到工程创新都需要有能力来覆盖。”蓝驰创投董事总经理戎璟对微灵医疗团队的评价是,该团队是“目前国际领先的掌握微创植入式脑机接口全链条自主技术的团队,是一个代表脑机接口技术国际前沿水平的科技团队”。

李骁健没想到脑机接口一下子就火了,自己也越来越忙碌。他除了科研工作,还经常四处奔波参加各类跟脑机接口相关的会议,会见了一拨又一拨的投资人。

在不久前举办的中国神经科学学会第八次全国代表大会暨第十六届全国学术会议上,李骁健分享了类脑计算与脑机接口方面的研究,介绍了团队在脑神经信号的类脑解码算法及对光纳米技术改进方面的进展。

未来,李骁健希望微灵医疗可以把基于微机电系统工艺的高密度超柔顺神经电极阵列及配套的无线全植入式脑机接口系统推向临床,为医生提供更好的工具,绘制更精细的脑功能“动态地图”,提升手术规划效率和精准度,同时推动全植入式脑机接口系统在运动失能者身上得以使用,提升病人的运动控制和生活自理能力。

李骁健告诉《中国科学报》:“我们期待不久的将来能把植入式脑机接口的治疗平台拓展到精神疾病的诊疗中,颠覆精神疾病和其他重大脑疾病的诊疗现状,让精神疾病成为可以精准控制,甚至治愈的疾病。”

 
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