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离职阿里后,他与脑科学专家做脑机接口公司,获盛大、红杉等近亿元投资

史素云 04月27日 创业者说
侵入式脑机接口是真正解开脑科学终极谜团的唯一路径。

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在近期TED对马斯克的访谈中,马斯克提到“SpaceX、特斯拉、Neuralink都是对人类的爱”,与SpaceX、特斯拉所处的赛道在近两年大热一样,Neuralink所切的脑科学领域也在今年迎来发展高潮。

Neuralink主要是利用侵入式脑机接口对外部器械进行控制,短期来说可以在个体层面上对受伤病人提供帮助,长期来说则是通过将数字智能和生物智能更紧密结合起来,解决人工智能带来的文明风险问题。
然而因为侵入式脑机接口是唯一能够实现长期稳定在体监控数以亿计神经元放电网络的技术,对硬件与人才的水平要求较高,所以长期以来该领域的国内市场一直处于较为空白的状态。
“但我们认为侵入式的脑机接口是真正解开脑科学终极谜团的唯一路径。”在彭雷看来未来侵入式脑机接口一定会有巨大的发展机遇。
2021年11月,彭雷与合伙人陶虎一起创立了侵入式脑机接口公司脑虎科技,并直接对标马斯克的Neuralink。在成立仅半年的时间里,脑虎科技聚拢了近50人的团队,产品已完成了所有动物实验与临床伦理审批,其预计将在今年7月份进行年度技术成果阶段性发布。
177a34f3264629d4dd26c8e5679c8eb3.jpg- 脑虎科技创始团队 -
融资方面,2022年1月,脑虎科技宣布完成Pre-A轮融资,投资方为盛大集团、红杉中国种子基金、涌铧投资、联新资本、脑智创联投资;2021年12月,脑虎科技获得天使轮投资,投资方为红杉中国、涌铧投资、盛大集团。

对标Neuralink,科研与商业双轨并行,设备、人才壁垒兼具

创立脑虎科技前,彭雷曾有过多年创业经历,其先后创办过名片网、24 券、客如云等公司,其中客如云是当时国内规模最大的SaaS服务商之一,2019年客如云被阿里集团收购,彭雷加入阿里并担任本地生活资深副总裁一职。
在亲历了过去十几年中国互联网浪潮竞争最激烈的阶段后,彭雷觉得现在真正需要解决问题的是核心硬科技领域。
而在这些硬科技的领域中,彭雷对脑科学最感兴趣。第一,彭雷认为脑科学问题是宇宙中已知的最复杂的问题;第二,国家正在大力助推脑科学的发展,去年9月,科技部网站正式发布科技创新2030“脑科学与类脑研究”重大项目2021年度项目申报指南的通知,该指南的发布标志着酝酿6年多的中国脑计划项目的正式启动。
2021年11月,彭雷与其合伙人陶虎共同创立了侵入式脑机接口公司脑虎科技。陶虎是彭雷中科大本科同班同学,也是国内脑机接口、人工智能、微纳传感领域的权威专家,现任中科院上海微系统所副所长、2020前沿实验室的创始主任,曾率领团队在微纳传感器、生物医用材料、脑机接口等领域发表了多篇顶级论文、申请了该领域的数十项核心专利,是该领域的代表性科学家之⼀。
脑机接口是通过人脑或动物大脑与外部设备之间的直接连接,实现大脑与设备之间的信息交换。脑机接口工作流程包括脑电图信号的采集、信号处理、信号输出和执行,以及最后将信号反馈给大脑。
行业内脑机接口主要有侵入式与非侵入式两类,其中根据病症的不同,侵入式脑机接口可分为针对退性神经疾病的治疗与帮助高度残疾人实现对外部器械的控制;非侵入式脑机接口可分为利用脑机接口实现对外部器械的控制,例如控制康复设备,以及通过脑机接口对头皮某些特征比较明显的信号的解码,解决教育、娱乐、睡眠等方面的问题。
在彭雷看来,非侵入式的脑机接口从真正监控单个神经元方面,甚至是从对单个神经元做调控的角度来讲,只能是一个辅助手段,而且通过此方式获得的EEG信号有非常多噪音,“非侵入式的脑机接口在做术前规划、定性分析等方面会是一个重要的支撑工具,但要做高通量神经元的采集与调控,侵入式脑机接口是唯一走得通的路径。
由于侵入式脑机接口需长期稳定插入到大脑中,所以对于设备的研发有较高要求,而且由于该领域涉及到芯片、半导体、算法、医疗器械、神经科学等多学科的交叉,相关人才也较为稀缺。而这两方面也恰是脑虎科技的核心壁垒所在。
从设备出发,脑虎科技目前已经与Neuralink形成了端到端的产品对标能力。侵入式脑机接口主要涉及的产品模块包含植入式电极、脑机接口芯片、相关的软件算法以及植入机器人等,在这些方面,脑虎科技与Neuralink形成了完全对比的产品矩阵。

具体到每个版块产品性能上,脑虎科技最大的优势来自于其柔性电极是以蚕丝蛋白包裹的方式被植入颅内。

9632de64cbb6d6c474c86303eef4e072.jpg- 脑虎科技动物实验 -

目前侵入式脑机接口主要面临三个问题:

1、涉及开颅且会对大脑造成损伤,使患者对于植入电极存在顾虑

2、由于人体免疫的攻击,在长期植入下,电极周围会包裹一层神经胶质细胞,使采集到的神经信号变弱

3、很多算法可能都无法对神经进行有效解码

一直以来,犹他阵列电极都是临床上唯一批准的侵入式脑机接口微电极阵列系统,但由于此种硬性电极的植入会存在手术创伤大、感染风险高、排异反应大、体内工作时间短等现象,这就导致了上述三个问题中前两个的产生,所以近年来行业内玩家都在探索基于柔性电极的脑机接口。
陶虎拥有多年的微纳传感器研究背景,以及丰富的蚕丝蛋白研究经验,在十年前其就掌握了蚕丝蛋白从制备到稀释再到控制等多方面的核心技术,最初他尝试用蚕丝蛋白做传感器的基底和封装材料,后来他发现这个领域比之前用激光加工蚕丝蛋白的发展空间更大,加之蚕丝蛋白本身又是一个生物相容性非常好的材料,在身体中降解后只有氨基酸与水,安全性极高。所以在做柔性电极研发上,脑虎科技便结合了蚕丝蛋白,使得电极在能够插入大脑的基础上,又对大脑损伤最小。
另外,脑虎科技通过设计还实现了其脑机接口的免开颅微创植入,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。
在对神经的解码上,脑虎科技采集到单个神经元信号后,会对信号进行滤波、特征提取、模式识别,从而判断信号所反映的内容,之后再通过后端芯片做处理,继而进入算法库做机器学习优化算法,最终达成意念控制语言或外骨骼。“随着我们之后有更好的数据、更多的通道、更快的芯片、更准的算法,最终我们的解码将会越来越准确。”

从人才角度来看,目前行业内的玩家有的擅长做脑电仪、有的擅长做解码芯片设计、有的擅长做医疗器械,而脑虎科技团队则做到了足够均衡:由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。双轨制的商业模式之下有效结合微系统所科研能力和脑虎科技的商业人才优势,公司的核心成员来自阿里、华为、美敦力、微创、科大讯飞、寒武纪等企业,拥有横跨神经、云、科技、临床、类脑、人工智能等多领域的专家顾问团。

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- 脑虎科技顾问团成员 -

三个“五年计划”,以科技树为基点进行商业化

从创立之初脑虎科技便制定了明确的发展战略——三个“五年计划”
在第一个五年,脑虎科技将自己定位为严肃的医疗器械提供商,去解决绝症、重症患者的适应症,比如渐冻症、高位截瘫等。
据彭雷介绍,脑机接口在医疗部分的想象空间已超1500亿美元,目前在神经介入性调控的医疗器械市场规模已有20亿至30亿美元,未来每增加一种适应症,例如癫痫、帕金森等,产业都会扩大几十亿美金。
在具体选择针对的病症时,脑虎科技有一个基本逻辑,即所选病症需长在其“科技树”上。所谓的科技树是针对终极目标所制定的需要不断积累能力的方向,比如植入体体积越来越小、植入创口越来越小、芯片效率越来越高、电极越来越柔、通道数越来越高、在体时间越来越长等,这些都是脑虎科技的科技树。
“如果治疗一个病种所需的是我们科技树上的能力,我们就会用科技树做一款医疗产品去切这个市场,但如果不是我们科技树上的病症,即便可以赚很多钱,我们也不会做。”
在第二个五年,随着技术越来越成熟,包括创口越来越小、电极越来越可靠、植入体的体积越来越小、芯片算法越来越强,脑虎科技将会把技术用到普通人身长,助力普通人变为超人。
这个阶段可以真正实现听觉、视觉、触觉的模拟,不仅能够应用在游戏、教育等层面,还能让大脑与AI进行无线的实时互联,彭雷认为,真正的元宇宙未来必须通过脑机接口来实现。
在第三个五年,脑虎科技的目标是完全解开大脑的密码,实现个人思维意识脱离身体,数字化生存,即数字孪生。
而届时,脑机接口行业面临的最大问题将会是伦理问题。比如,在真正应用到普通人层面时,哪些可以强化,哪些不适合被强化都是需要权衡的问题,所以在成立之初,脑虎科技便拟定了自己的伦理守则:人道优先于科研与商业;尊重生命与自然;以敬畏之心推动伦理演进;坚持反哺科研、反哺社会。
团队方面,脑虎科技已有近50名员工。目前脑虎科技有多个岗位仍在招聘中,比如AI、产品 ,研发,硬件,医疗等领域,感兴趣者可与小饭桌取得联系。
作者:史素云
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