中国脑机接口权威学者创办公司,专注微创侵入式柔性脑机接口!预计今年进入临床,首期将以渐冻症患者为主

在壬寅虎年即将到来之际,一家以 “虎” 命名的脑机接口公司正式亮相。

2022 年 1 月 11 日,聚焦侵入式脑机接口系统研发的初创企业 NeuroXess 脑虎科技(下称 “脑虎科技”)宣布完成天使轮及 Pre-A 轮融资,融资总额 9700 万元,由盛大集团、红杉中国种子基金领投,涌铧资本、联新资本、脑智创联跟投。

融资新闻稿中提到,脑虎科技直接对标马斯克创办的 Neuralink。作为这一领域 “标杆” 样存在的 Neuralink,几乎是每一个脑机接口团队 / 公司研究进展的比照对象。不过,脑虎科技创始人兼首席科学家陶虎向生辉进一步介绍说,“脑虎科技和 Neuralink 技术路线相似,但推进思路有很大不同。从公开披露的信息来看,Neuralink 是先开发出脑机接口的‘终极形态’再探索实际应用场景;而脑虎科技更加看重的是让人类更早受益 —— 在合法合规的前提下尽可能早地在人体上进行应用测试,然后再根据临床中存在的问题进行技术上的优化和改善。

图|脑虎科技创始人兼首席科学家陶虎(来源:受访者提供)

让病人变回正常人,正常人变成超人”,陶虎如此描绘公司的愿景,并补充道,“当然现阶段治病救人是最高优先级从陶虎的话语中可以看出,相比于 Neuralink,脑虎科技的发展路线似乎是更加务实。

此次宣布融资的同时,脑虎科技也提到,公司的柔性脑机接口系统已经获得国内两家医院的临床伦理委员会审批,目前正在进行患者的招募,相应系统预计将于今年第一季度开展临床试验。据了解,该临床试验首期招募的患者将以渐冻症和高位截瘫群体为主。

“我们希望通过脑机接口技术可以实现对患者两方面能力的改善,一方面是意念合成语言,另一方面是意念控制运动,具体工作要视患者的实际需求而定。”

蚕丝蛋白 + 巧妙设计 = 免开颅微创植入式柔性脑机接口

说起来,脑机接口并不是近几年才出现的新鲜技术。20 世纪 70 年代,“脑机接口” 概念被首次提出;上世纪末,首批适用于人类大脑的 “脑机接口”(犹他阵列电极)植入人脑;2005 年,FDA 首次批准犹他阵列电极可植入人类大脑,用于人体受损神经的调控……

至今,犹他阵列电极仍为临床上唯一批准的侵入式 “脑机接口” 微电极阵列系统。但因传统犹他阵列硬质电极的植入将造成手术创伤大、感染风险高、排异反应大、体内工作时间短等现象,始终是横在植入式脑机接口技术广泛应用过程中的难题。

“如果有任何其他的办法,谁愿意开颅呢?”

然而,开颅还只是让人畏惧的第一步,更实质性的问题来源于信号采集通道数小、人体对电极的排异反应、运动状态下硬质电极对大脑的伤害等。大脑和颅骨之间是具有相对运动的,硬质的电极插入到大脑后,颅骨、大脑、电极之间呈现的状态就像筷子(电极)插在一碗(颅骨)豆腐脑(大脑)中,“甚至连呼吸都会引起大脑和颅骨的微小相对运动,这样的不断切割之下,大脑将时刻处于微感染状态、形成瘢痕包裹电极,电极被包裹之后也就失去了它的作用。

为实现在最小限度损伤大脑的同时最大程度地利用大脑,基于柔性电极的脑机接口成为近年来的热门探索方向。“柔性电极插入大脑皮层,可以视作是将棉花插入豆腐脑,这样人体运动的同时,电极可随大脑一起运动,二者相对位移为 0,便不会对大脑产生切割伤害。” 在这场柔性电极研发热潮中,中国自古以蚕丝的应用闻名,脑虎科技以蚕丝蛋白为材料开发了 免开颅微创植入式高通量柔性脑机接口系统,此前已在鼠、兔、猴等多种动物模型上进行应用。

陶虎展开说道,“蚕丝蛋白天然抗菌、可降解、力学强度高,相应地,以蚕丝蛋白为主体的柔性电极将继承其自然属性,在生物相容性、机械强度上要比化工或化学合成材料制成的电极有优势,这些优势我们也期待在临床中能够体现出来。”

另外,脑虎科技通过巧妙的设计,实现了其柔性 “脑机接口” 微电极阵列系统的免开颅微创植入,“目前,该系统的植入创伤与体检抽血使用的针孔(0.45mm 左右)相差无几,未来我们的目标是将创伤缩小至针灸微孔(0.18-0.25mm)大小”。

生辉了解到,脑虎科技也为其柔性电极配套开发了半自动植入机器人,已在动物模型上应用。但需要强调的是,即将开展的人体临床试验将由医院神经外科医生进行。

科研探索与产业落地 “双轨” 并行

脑虎科技,正是为了将上述技术合法合规地推向临床而创立。脑虎科技和陶虎带领的中科院科研团队之间的关系是很典型的产学研合作模式,属于 “双轨制” 推进技术的发展:中科院团队在前端进行前沿技术研发的探索,脑虎科技执行相应技术的落地和产业化。

脑虎科技落地的技术并不是我所带领团队的最先进技术,但一定是最接近临床应用的技术。

脑虎科技由于陶虎和他的本科同学彭雷共同创办。

图 | 陶虎和彭雷(来源:受访者提供)

本科和硕士研究阶段,陶虎先后毕业于中国科学技术大学机械工程系和中科院电子学研究所,后于波士顿大学获得博士学位、在塔夫茨大学进行博士后研究工作,在脑机接口、新型人工智能感知芯片以及植入式医疗器械等信息技术和生命科学前沿交叉领域拥有多年研究经验,取得多项创新性成果,是国内脑机接口领域权威专家之一。在 Science、Nature、PNAS 等期刊发表了 SCI 论文 80 余篇,发表文章总引用超过 15000 次。

脑虎科技创始人兼 CEO 彭雷是一位互联网行业连续创业者,曾创办名片网、24 券等公司。最近的一段创业经历是国内 SaaS 公司客如云,作为公司的创始人,他也担任 CEO 一职。2019 年,客如云被阿里集团收购,彭雷加入阿里集团担任阿里本地生活资深副总裁一职。去年 10 月,彭雷辞去这一职务,与陶虎创办脑虎科技。

据陶虎透露,目前,脑虎科技团队规模在 30 人左右,计划今年内扩展到 100 人。

主攻运动、语言功能障碍、感知障碍,实现功能重塑,一切以临床需求出发

从非侵入式脑机接口对疾病的诊断,到半侵入式、侵入式脑机接口对神经系统疾病的治疗,对于脑部疾病发生机制的研究和治疗,脑机接口技术早已成为至关重要的工具。

陶虎介绍说,他所带领的团队对于侵入式脑机接口技术的应用主攻三个方向:运动功能、语言功能和感知功能的重塑。相对来说,侵入式脑机接口对运动功能的重塑较为成熟,但就公开信息来看,目前在全球范围内仍未得到大范围推广。

如进展顺利,脑虎科技有可能成为全球首个将侵入式柔性脑机接口植入人体的脑机接口公司,渐冻症患者群体为其首期临床试验招募的主要对象。谈及正在筹备的 “免开颅微创植入柔性脑机接口系统” 的临床试验,从陶虎的话语中可以听出激动和急切感。

“我真的恨不得赶快开启临床试验”,陶虎继续说道,“我交谈过很多渐冻症病人,包括他们的家属和临床医生,渐冻症病人真的很痛苦,他们会眼看着自己的功能逐渐衰退,生存的意念随之一点点减弱,我真的希望新的技术能够给他们多一些生存的意念、提升一点生活的质量。当然,要实现这一美好愿望,难度还是非常大的。”

他坦言,“经过大量的临床前研究和与临床医生的交流表明,脑虎科技开发的系统具有在临床上获得不错效果的潜力,但效果如何还要等待临床上的验证。

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