電子發燒友網報道（文/吳子鵬）近日，腦機接口初創公司Precision Neuroscience宣布，在由Mount Sinai Health System的外科醫生領導的一項臨床研究中，他們成功地在一名患者體內暫時放置了4096個電極，在探測人類思維方面使用的電極數量創下了世界紀錄，是Neuralink植入物中用于讀取信號的電極數量的四倍。

電極數量是腦機接口領域的一個關鍵指標，能夠大幅提升大腦傳輸數據的“帶寬”，實現更復雜的控制指令。值得注意的是，上一個在腦部植入電極數量的世界紀錄也是由Precision Neuroscience公司創造的，是在去年9月，成果發布于《神經外科雜志》。

并且，Precision Neuroscience和馬斯克腦機接口公司Neuralink的技術路線也不一樣，成為后者需要面對的強敵。

超薄電極無需刺穿腦組織

Precision Neuroscience由私募股權投資者Michael Mager和Benjamin Rapoport博士共同創立，其中Benjamin Rapoport博士是Neuralink的一位聯合創始人，該公司創立的目標也是幫助癱瘓患者。根據公司公告，Precision Neuroscience采用與Neuralink不同的技術路徑，聲稱是開發了“第7層大腦皮層”腦機接口。

Precision Neuroscience的“第7層大腦皮層”腦機接口是可拓展的微創腦機接口平臺，構建了一種模塊化的和可拓展的腦機接口平臺，包括高通量薄膜電極陣列和微創手術植入系統，促進與大腦皮層表面的大部分區域的雙向通信。

如下圖所示，為了打造“第7層大腦皮層”腦機接口，Precision Neuroscience研發出一種超薄電極，植入時不需要刺穿大腦，但可以收集比傳統陣列多出數百倍的數據。研究發現，電極數量是腦機接口的重要指標，比如，想要讓患者能夠用意念控制假肢或者移動屏幕上的光標，幾十個電極是不夠的，Precision Neuroscience的方案能夠以微創的方式部署高密度電極。

“第7層大腦皮層”腦機接口示意圖，圖源：Precision Neuroscience

Precision Neuroscience開發的超薄電極名為Layer 7，是一種能夠將電極嵌入貼合大腦表面的柔性薄膜，膜的厚度僅為人類頭發直徑的五分之一，植入時不需要刺穿大腦，但可以收集比傳統陣列多出數百倍的數據。

如下圖所示，Layer 7具有出色的電極特性，每個電極都通過極細的鉑絲和電子設備相連，且以模塊化的點陣結構排列，因此是以非常規則的幾何圖案覆蓋在大腦表面。研究人員對8個陣列的4232個微電極進行阻抗表征，其中電極連通率> 93%。另外，在1 kHz時的阻抗幅度隨著電極尺寸的減小而增大。其中，20μm直徑電極的平均阻抗為497 kΩ，200μm直徑電極的平均阻抗為32 kΩ。因此，Layer 7具有很好的魯棒性。

Layer 7的電極特性，圖源：Precision Neuroscience

為了更好地生產Layer 7，Precision Neuroscience收購了位于得克薩斯州這座占地22000平方英尺的代工廠，包括一個5500平方英尺的ISO 5級潔凈室，超過500多平方英尺的ISO 6級后處理和裝配空間，以及50多個專業化工具。Precision Neuroscience公司CEO Michael Mager表示，“腦機接口不僅僅是電極陣列，機器學習的復雜性是驅動真正強大的腦機接口的必備條件。這是一個全棧產品，需要跨學科團隊來開發。”

Neuralink也將進入新階段

按照傳統意義劃分，腦機接口技術路線分為非侵入式、侵入式、半侵入式和介入式。其中，馬斯克的Neuralink采用的柔性電極芯片需要在顱骨上開孔植入，便是一種侵入式的腦機接口；初創企業Synchron所采用的網籠狀電極則通過靜脈植入到皮層血管，就屬于介入式；Emotiv和NeuroSky開發的頭戴式腦電帽便是非侵入式。

當然，隨著技術不斷演進，各個技術路線上也有進一步的細分，比如侵入式很多采用的都是微納電極陣列，但Precision Neuroscience的方案明顯要比Imec和Neuralink等公司的方案對大腦組織的危害更小。

當然，國內目前的進展也很快。今年初，首都醫科大學宣武醫院趙國光教授團隊、清華大學醫學院洪波教授團隊宣布完成全球首例無線微創植入腦機接口NEO（Neural Electronic Opportunity）的臨床植入試驗，比Neuralink早3個月完成，且技術水平也是不弱于Neuralink，比Neuralink的方案更加微創。因此，無論是技術進展，還是技術特性，目前Neuralink都面臨著巨大的挑戰。

此前，有外媒報道稱，馬斯克對旗下的腦機接口公司Neuralink進展不滿。隨后，Neuralink明顯加快了推進速度。據悉，在獲得美國FDA批準第二個腦機接口人體試驗后，Neuralink瞄準歐洲市場。

FDA于5月份已經批準了Neuralink在第二個受試者中測試其腦機接口植入物，并批準了針對首個受試者Noland Arbaugh出現的問題提出的修復方案。Neuralink的目標是今年將其設備植入10 個人體內，并希望有不同的接受者群體，以便研究各種行為。目前，已有超過1000名四肢癱瘓者簽署了Neuralink的受試者注冊表。

在市場領域方面，Neuralink已經開始嘗試走出美國，計劃在未來幾個月內向加拿大和英國的監管機構提交申請，開展類似試驗。目前，Neuralink正式在英國開啟患者登記計劃，面向有特定神經系統疾病的成年人開放注冊，他們有機會參與英國未來的相關臨床試驗。與美國的要求類似，符合條件的英國參與者需年滿18周歲，并患有四肢癱瘓、視力喪失、聽力喪失、失語癥或嚴重肢體截肢等疾病。

在產品布局方面，目前Neuralink僅有一款名為“Telepathy”的產品，馬斯克此前透露了另一款名為“Blindsight”的產品。馬斯克稱，“Blindsight is the next”。“Blindsight”用于幫助盲人恢復視覺重見光明。馬斯克表示，“盲人的視覺皮層依然存在，通過電信號的刺激有可能讓盲人獲得視覺感知。目前Blindsight植入技術已經在猴子身上起作用了。”

可見，隨著市場競爭的加劇，Neuralink已經明顯加快了自己的步伐。

結語

根據麥肯錫的測算，全球腦機接口醫療應用的潛在市場規模在2030年至2040年有望達到400億至1450億美元。但腦機接口的市場空間不僅是在醫療領域，在增強人體機能方面，腦機接口也被認為是可行的方案，因此市場容量會更大。但是要搶占腦機接口的市場大蛋糕并不容易，目前競爭非常激烈，馬斯克的Neuralink也明顯提速了，技術落地速度有望超出預期。