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一根电极,正成为脑机接口行(xing)业的“上甘岭”。当外界(jie)热(re)衷于比较通道(dao)数、芯片大小时,一个(ge)更基础(chu)的问题一直悬而未决:这根刺进(jin)大脑里的东西,到底能用多久?而正在“能用多久”之前,还有更前置的困难(nan):它应该用什么质料做成?侵入(ru)式路线下,开颅之后,怎么网络数据,要进(jin)入(ru)多深?行(xing)业正正在积极探讨和探求解法。
刚性之困:质料肯定要软
“大脑软如(ru)豆腐,而传统金(jin)属(shu)或硅基材质的探针尤为坚硬,刺入(ru)后会正在微尺度下切割脑构造,且随呼吸漂移,无法稳定追踪(zong)信(xin)号。更严峻的是,硬质料会激发免疫排(pai)异,导致植(zhi)入(ru)部(bu)位神经元凋亡、原本清(qing)楚可测的信(xin)号将(jiang)最终消失。”业内人士对证券时报记者透露表现。
“质料肯定要软”成为行(xing)业共识。盘绕此,两条技术途径开始分化:一条是探求全新的柔嫩质料,另一条是对已有主流(liu)质料进(jin)行(xing)工程优化。
刘嘉团队(dui)选择间接研发天生柔嫩又坚固的新质料——全氟弹性体,这类(lei)质料既像橡胶一样有弹性,又能抗体液侵蚀。2021年,刘嘉等人团结创办Axoft,其产物(wu)获(huo)得FDA突破性设备认定。由(you)于质料与大脑同为弹性体,正在呼吸等生理流(liu)动中没有会产生相对位移,从原理上解决了电极漂移和免疫排(pai)异问题。
但是,这并非唯一途径。“现在国内外主流(liu)侵入(ru)式柔性电极,包括Neuralink、阶梯(ti)医疗等,大多采用聚酰亚胺质料,通过降低弯曲刚度来实现‘物(wu)理柔性’。”北京大学长三角未来技术性命健(jian)康研究院脑机接口项目负(fu)责人刘小军对证券时报记者称,这是经过数十年实行(xing)室(shi)探索考证的结果——生物(wu)相容性、导电性都比较强,且供应链成熟、成本可控。
聚酰亚胺也并非终极答案。深圳微灵医疗市场总(zong)监李健(jian)富坦言,现在成熟技术的无效期大概(gai)也就两三年,要实现终身(shen)功能,依然需对脑部(bu)进(jin)行(xing)质料替换(huan)。
对付聚酰亚胺路线,各家都正在工艺和布局长进(jin)行(xing)探索。智冉医疗研发出可拉伸柔性电极,通过应变解耦让电极能够跟随大脑构造的节律性运动。阶梯(ti)医疗则将(jiang)电极做到细胞尺寸——厚度仅1微米,截面积相当于头发丝的三百(bai)分之一。刘小军团队(dui)首(shou)创“瑞士卷(juan)”布局,将(jiang)二维柔性薄(bao)膜卷(juan)曲成针状,能把1024个(ge)通道(dao)集成正在一根针上,正在高通量和长期稳定性之间找到平衡。
途径之辨:“插(cha)进(jin)去”与“贴(tie)上去”
质料之争之外,更根本的路线没有合正在于:电极究竟应该“插(cha)进(jin)去”还是“贴(tie)上去”?
“Neuralink采用的是深部(bu)电极路线,像头发丝一样插(cha)进(jin)大脑皮(pi)层内。”脑虎(hu)科技创始人兼首(shou)席科学家陶虎(hu)对证券时报记者指出,脑虎(hu)科技选择的皮(pi)层贴(tie)附体式格局,是将(jiang)薄(bao)膜状的电极贴(tie)附正在大脑皮(pi)层表面。深部(bu)电极面对两大痛点:生物(wu)排(pai)异导致信(xin)号衰减,和电极晃悠的物(wu)理损伤风险。“我们肯定要以患者安全为核(he)心。”
深圳微灵医疗走(zou)得更远(yuan)。其自主研发的高密度皮(pi)层电极厚度仅10微米,可像薄(bao)膜一样贴(tie)附正在凹(ao)凸没有平的大脑皮(pi)层表面。“(‘插(cha)入(ru)式’电极)扎完之后,那(na)部(bu)分皮(pi)层基础(chu)就废了。这意味着如(ru)果电极出了问题,是无法给患者替换(huan)的。”李健(jian)富强调,从医疗伦理的角度,治(zhi)疗没有能对患者形成二次(ci)损伤,这是底线。这类(lei)“贴(tie)上去”的电极,盐水(shui)一冲便可以取(qu)下来,没有会对脑构造产生危险。
由(you)此,正在李健(jian)富看来,行(xing)业分化出两种价值取(qu)向:一方是“医疗派”,目标是神经功能的重塑与替代;另一方是复刻Neuralink途径的“科技派”,以展现脑控光标、控制轮椅为卖点,他其实没有否定科技派的技术难(nan)度,但认为其临床价值被严重夸大。
风险之问:从临床到普及仍有漫(man)长路程
“至多正在硬件层面,国产电极的质料技术已追平国际前沿水(shui)平。”刘小军说。
但是,“末了一微米”,卡正在了另一个(ge)地方。
“当前核(he)心痛点是,采集单神经元信(xin)号的长期稳定性能否得到保证。”刘小军直言,问题没有正在于电极本身(shen)的电学性能,而正在于这根电极植(zhi)入(ru)人脑后,能否正在数月、数年的尺度上持续(xu)稳定地“听”到单个(ge)神经元的放(fang)电。“现在大家正在植(zhi)物(wu)身(shen)上考证了电极的长期稳定性,但独缺正在人身(shen)上的考证。”
这是一个(ge)巨(ju)大的鸿(hong)沟。植(zhi)物(wu)实行(xing)可以做两年,数据可以很(hen)漂亮,但人脑的微情况更庞大,免疫反应、胶质瘢痕包裹——这些正在植(zhi)物(wu)身(shen)上难(nan)以完全复现的因素,都可能随着时候的推移让信(xin)号变得模糊。“这个(ge)考证难(nan)就难(nan)正在,必(bi)须经过足够长时候的观察,然后根据结果反推质料、计划(hua)和术式需要如(ru)何持续(xu)改进(jin)。”刘小军说。
对付行(xing)业是否已具备大规(gui)模推广条件,受访专家一致认为:“机会远(yuan)未成熟。”国内多数企业的临床试验正在2025年后开展,作为高风险羁系的第三类(lei)医疗器械,其从临床考证到上市获(huo)批(pi)、再到规(gui)模化普及,仍有漫(man)长路程。
李健(jian)富迥殊澄清(qing)了外界(jie)对手术的误会。“没有是像马斯克吹嘘的,今天植(zhi)入(ru)明天就能活蹦(beng)乱(luan)跳。”患者适应体内存(cun)正在一个(ge)“异物(wu)”,是一个(ge)极其漫(man)长的过程。“从临床角度,一年是最基础(chu)的要求。”
受访人士均透露表现,“它的长期安全性需要时候考证。”
困境其实没有但存(cun)正在于电极本身(shen)。“神经编解码还面对‘人材荒’与‘数据孤岛’瓶颈——脑电数据极少开源,且个(ge)别差别巨(ju)大。”陶虎(hu)增补道(dao),硬件只是冰山一角,水(shui)面之下是算(suan)法、数据与临床考证的更漫(man)长协(xie)同。
“时候会证明,谁行(xing),谁没有行(xing)。”刘小军说。
责编:陈丽湘
校对:刘榕枝
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