解读产品发布会｜脑虎科技发布科技成果，深度揭秘高通量柔性脑机接口技术硬核

9月2日,2022年世界人工智能大会脑科学主题论坛在上海世博中心召开。脑虎科技首次对外公开发布首款脑机接口集成式颅顶半植入医用级BCI产品及高频脑电信号处理仪和软件算法云平台。

脑虎科技创始人、CEO彭雷在现场介绍,产品主要面向两个市场,一是以“脑计划”为依托的科研市场,助力“脑计划”的基础研究工具平台;另一个是具有明确医学价值的医疗市场,针对明确的适应症如渐冻症、高位截瘫、失明等,脑虎将按照医疗产品的合规和流程逐步推进临床计划。

行业解读:近十年,脑机接口底层技术迎来了大幅发展,从而引发质变,迎来行业拐点

随着近10年来,脑机接口的底层技术迎来了大幅发展,国内医疗类MEMS产品规模增长率不断提高,医疗器械方面也人工耳蜗到DNS再到RNS、SCS和BCI,国内植入体技术逐步成熟,AI芯片算力从2010年后逐步进入超摩尔时代,这将给脑机记录通道数带来极大的提速机会,同时也有更多具备生物相容性、机械强度和安全性的生物材料被应用于医疗,在算法方面,从亚马逊AWS、AlphaGo到无人驾驶、AI创作,算法让AI真正成为了重要的生产力。正是这些底层技术的发展与突破,让脑机接口行业迎来了“拐点”。

“继去年12月脑机接口公司Synchron使患有肌萎缩侧索硬化症(ALS)的患者通过脑机接口技术直接在社交媒体上发送消息,以及今年《自然》杂志公布了人类意念打字可实现99%的准确率后,我们认为该技术将迎来重大发展拐点。”彭雷说。

从2010年的Web3.0时代,随着“参与到共建”,应用场景的不断拓展,直至2020年的VR、AR时代,屏幕的每英寸像素密度已经可以达到人眼视网膜的分辨率极限,技术基础越发夯实,随着植入体、芯片技术等奠基学科发展到临界点时,一场可预见式的科技浪潮即将到来,脑机接口将实现从有限走向无限。

在新一代技术革命的诞生前夜——

脑机接口技术的商业化推广,所要解决的核心要素是什么?

彭雷表示,能够长期稳定、高通量记录大脑神经细胞电活动的微电极阵列,是脑科学基础研究和包括脑机接口在内的临床诊疗技术的重要工具。其中“高通量、低创伤、长期在体”是脑虎产品主打的三个亮点。

脑机接口的广泛推广,又该选择什么样的商业化路径呢?

彭雷表示,脑机接口的未来将迎来人机交互、人机共生、人机孪生三个阶段。未来5年内,脑机接口将会面向科研及医疗领域,帮助渐冻症、高位截瘫、视觉、听觉障碍等患者进一步治疗。第二个5年,脑机接口将涉及健康、游戏、教育等领域,帮助儿童提升注意力、缓解多动症等。未来,脑机接口技术有望实现知识、记忆的共存,从人机共生走向人机孪生。

科技成果发布:首次对外发布三款自主研发脑机接口产品,助力科研和医疗各领域

彭雷现场展现了脑虎科技在电极、植入技术、处理芯片、数字脑库等领域的科技树,覆盖植入体、芯片、电极、植入机器人、算法数据库,通过科研驱动的强大科技底层,实现不同场景化的产品覆盖。

这次在WAIC 2022的论坛现场,脑虎科技主要带来集成式颅顶半植入医用级BCI产品NeuroInterface,高频脑电信号处理仪CereCube,以及软件及算法云平台MindExplorer。

产品1:集成式颅顶半植入BCI — NeuroInterface

本次推出的BCI产品满足高通量、高采样率信号采集与处理功能。最高支持256通道,相比目前业内同类产品通道数(128ch)提升1倍以上;可采集频率高达30KHz,有效采集Splike信号;采样精度达16Bit,确保采集脑电数据质量,为处理软件提供高品质数据保障,并可同时兼容Spike、LFP、ECoG等多种类型的脑电信号。

NeuroInterface产品主要包括三款匹配柔性电极产品,满足了深部及皮层的不同临床需求。

1、高通量柔性深部电极Silktrode,对比传统犹他电极的96ch,脑虎这款高通量柔性深部电极高效配合半植入体,通道数提高266.67%,最大可达256ch,配合微创植入技术及生物相容性佳,长期在体不会引起免疫排异反应,目前被验证在体时间可超过12个月。

2、柔性皮层电极Surftrode,做到了超薄超柔,电极厚度仅为20微米,电极密度达20通道/平方厘米+,具有极佳的贴附性,可顺应和覆盖脑组织表面沟壑,并有效采集信号,最高达256通道,面积比目前临床常用产品缩小400%,通道数提高400%,据悉该厚度仅为临床常用产品的1/20。

3、深部/皮层的复合电极Plextrode,实现三维立体采集来自皮层/深部脑电信号,兼具广度和深度,有助于精确判断病灶位置,128通道深部脑电记录+128通道皮层脑电记录,满足高效匹配半植入体的临床需求,同时还拥有三维立体采集皮层/深部脑电信号。

产品2:高频脑电信号处理仪 — CereCube

CereCube是脑虎科技首款高频脑电信号处理仪。高通道、高频采集能力是该产品的核心卖点,处理器最高支持2048ch,对比临床常用产品256ch,提高800%。对比国外竞品1024ch提高100%。产品整体采用医用级别设计,有效保障使用的安全性和有效性。同时还基于二类医疗器械设计(NMPA/FDA)要求,兼容临床常见的SEEG和ECoG电级,兼容模拟信号与数字信号,兼容各种外设。

产品3:软件及算法云平台 — MindExplorer

MindExplorer是软件及算法云平台。拥有多模态、多标签、海量存储、实验平台、算法库、开源平台与共享等功能。

人类大脑是拥有860亿个神经元,是目前宇宙中已知最复杂的事物,彭雷说,我们所做的将是一件非常困难且充满挑战的事业。

脑机接口作为今年世界人工智能大会的“硬核”亮点之一,首次以主题论坛形式重磅登陆。本次“脑•机智能融合论坛”已圆满落幕,随着新产品的发布,脑机接口技术势必掀起新一轮的科技浪潮。明年脑虎科技将继续发布阶段性的科技成果,期待关注!