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与马斯克Neuralink“扳手腕”,上海两位90后为何能做到

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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(chénglì)不到5年,由两名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)植入手术后,四肢截肢(jiézhī)患者已(yǐ)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(yóuxì)(图/阶梯医疗) 年(nián)轻人何以带领(dàilǐng)年轻公司快速实现赶超?阶梯医疗创始人赵郑拓、李雪在接受本报记者(běnbàojìzhě)专访时表示,来到上海,扎根中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心,是他们迈向成功(chénggōng)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(chǎnyè)资源和政策支持,阶梯医疗第一代脑机接口产品预计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、植入术式等各类技术平台(píngtái),完成(wánchéng)不同适应症的脑机接口产品开发。 走对最关键一步:来上海(shànghǎi),加盟脑智中心 “我希望神经电极能‘一年上猴,三年上人’。”2020年,当赵郑拓在脑智中心的(de)应聘报告中说出这个愿望(yuànwàng)时(shí),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博士时开发的(de)脑机接口技术颇受同行认可,不少实验室专门(zhuānmén)派人来跟他学习(xuéxí)。但真要做成性能稳定、质量可靠的医疗级产品,显然(xiǎnrán)路还很远。 没想到这个(zhègè)愿景竟(yuànjǐngjìng)在3年(nián)后实现了,而且5年内完成了整套脑机接口系统的开发并进入临床试验。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(yánjiūyuán)(刘琦/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。 而赵郑拓(zhèngtuò)对脑智中心早有向往。“2014年申请博士(bóshì)时,我选择了脑机接口方向,但对其未来前景,心中仍有迷茫。”他说,当时读到了蒲慕明撰写的(de)一篇介绍“中国(zhōngguó)脑计划”的综述,其中关于(guānyú)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”——如果能在这样一位战略科学家领导的科研机构发展,将是年轻(niánqīng)科学家的幸运。 2020年,赵郑拓和李雪先后(xiānhòu)加入脑智中心(zhōngxīn)。博士刚毕业的李雪通过脑智中心“青年研究员计划”直接(zhíjiē)担任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(chuàngxīn)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”攻关团队“脑机接口技术及其临床应用”首席科学家等重担(zhòngdàn)。 用少得多的研发投入(tóurù)“四两拨千斤” “恐怕世界上找不到第二个地方,如此有利于脑机接口技术(jiēkǒujìshù)发展。”赵郑拓说,如果不是(búshì)来上海,扎根脑智中心,他们(tāmen)绝对不可能用比Neuralink少得多的研发投入,在侵入式脑机接口领域与马斯克(mǎsīkè)“扳手腕”。 在上海市科委(shànghǎishìkēwěi)和(hé)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,团队得以迅速搭建起脑机接口部件(bùjiàn)从设计、研发、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(língzhǎnglèi)实验动物平台为年轻(niánqīng)团队实现“一年上猴”的目标提供了独一无二的支撑。“Neuralink的研发团队中很缺神经科学家(kēxuéjiā),因此他们无法(wúfǎ)根据精确的神经反馈,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(zhàozhèngtuò)、李雪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(nǎozhì)中心超过1/3的课题组建立了合作:一方面,不同课题组为他们的脑机接口开发提供神经科学(shénjīngkēxué)基础(jīchǔ)研究支撑;另一方面,不断迭代的脑机接口也为其他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(bùduànshēnrù)。 在他们看来,在脑机接口这样的新质生产力赛道(sàidào)上,基础(jīchǔ)研究与产业发展已密不可分,在“为人类造福”的价值牵引(qiānyǐn)下,正形成日趋紧密的双螺旋结构,不断向上延展。 今年2月,阶梯医疗完成3.5亿元B轮融资(róngzī),这(zhè)也是国内侵入式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快变成符合上市标准的医疗器械产品(chǎnpǐn)。 但只有真正经历过,才会明白“从(cóng)1到100”甚至比“从0到1”更难(gèngnán)。他已(yǐ)记不清为了优化设计方案,团队进行了多少次尝试。当2023年底,终于拿到电极的(de)测试通过报告,整个团队的兴奋程度甚至超过这次临床试验。 赵郑拓觉得一路走来很幸运,几乎每个难关都得到了支持和帮助:在技术攻关上,无论电池供应、蓝牙(lányá)方案定制,还是特定(tèdìng)算法和专用(zhuānyòng)芯片开发,他们都在中国科学院(zhōngguókēxuéyuàn)的不同研究所找到支持;在产业化过程中,无论是推进(tuījìn)医疗产品型检、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(chǎnyè)联动,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(kěnéng)的路径都成为可能。”赵郑拓提到,一次,脑机接口团队在研究利用血管将(jiāng)神经电极植入脑部时(shí),对“穿过血管壁”的操作犹豫不定,复旦大学附属华山医院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(yǔ)团队合作开发人工听觉脑机接口,但在如何给神经系统(shénjīngxìtǒng)写入精细听觉信息上碰到了困难。蒲慕明(púmùmíng)院士(yuànshì)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。“无论是医生还是我们,完全没想到过这条路径。”赵郑拓(zhàozhèngtuò)说。 如今,更(gèng)广阔的发展空间正在迅速打开。除了(chúle)大脑,侵入式脑机接口还(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。 实验室展示的不同种类电极(刘琦(liúqí)/摄) 不过,针对每一种(yīzhǒng)不同的(de)应用场景,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(yánjiū)与产业发展的密切联动。”在赵郑拓看来(kànlái),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。他判断,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(zēngjiā)。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脑机接口赛道,将会释放更大的发展潜力。
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