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全球頭部腦機(jī)接口公司間的技術(shù)競爭似乎有加速跡象。

本月初，Neuralink創(chuàng)始人埃隆·馬斯克召開了一場發(fā)布會(huì)，對(duì)外公布公司腦機(jī)接口技術(shù)新的未來三年規(guī)劃，其中提到將“在2028年實(shí)現(xiàn)全腦接口”目標(biāo)，同時(shí)逐漸將電極通道數(shù)從當(dāng)前的數(shù)千級(jí)提升至數(shù)萬級(jí)。

反觀中國市場，隨著近些年來，國家層面持續(xù)強(qiáng)調(diào)對(duì)腦科學(xué)相關(guān)前沿學(xué)科的研究和落地，腦機(jī)接口作為其中重點(diǎn)場景，受關(guān)注程度正愈發(fā)高漲。從此前國內(nèi)更多公司選擇非侵入式路線至今，越來越多侵入式腦機(jī)接口公司開始加速臨床試驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)程。

近日，腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家陶虎在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者專訪時(shí)指出，國內(nèi)腦機(jī)接口行業(yè)近兩年來內(nèi)外部環(huán)境出現(xiàn)了較大變化，導(dǎo)致發(fā)展來到一個(gè)新高峰。而從腦機(jī)接口的技術(shù)迭代邏輯看，其類似于智能駕駛行業(yè)從L1向L5維度的發(fā)展升級(jí)，背后是一場綜合性的能力較量。

對(duì)于該行業(yè)，盛大集團(tuán)創(chuàng)始人、董事長兼CEO，天橋腦科學(xué)研究院創(chuàng)始人陳天橋發(fā)給21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者的書面回復(fù)中則提到，培育世界級(jí)偉大公司需要耐心資本，呼吁今天中國的科創(chuàng)投資人，不要把腦機(jī)接口只當(dāng)作賺錢的風(fēng)口。同時(shí)，他希望大家更多地支持像陶虎這樣的科學(xué)家自斷后路，全身心投入高科技創(chuàng)業(yè)。

Neuralink的啟示

根據(jù)Neuralink的規(guī)劃，其對(duì)腦機(jī)接口技術(shù)的能力邊界拓展遵循了從運(yùn)動(dòng)到語言、視覺、全腦的路線圖；對(duì)植入大腦的電極數(shù)則從2026年的3000個(gè)，計(jì)劃提升到2028年的超過2.5萬個(gè)，并探索與AI技術(shù)深度融合。

考慮到目前，Neuralink只有七位受試者，最早一位植入腦機(jī)接口電極的案例開始于2024年1月，而通常神經(jīng)植入類器械需要考慮5~10年的安全周期，這看起來像是一個(gè)激進(jìn)的計(jì)劃。

對(duì)此，陶虎對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者分析，Neuralink此次公布的“全腦接口”并非字面意義上的全腦覆蓋，而是指在運(yùn)動(dòng)、視覺、聽覺、語言等多個(gè)腦區(qū)同時(shí)布設(shè)高密度電極陣列，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的功能協(xié)同。其通道數(shù)從千級(jí)躍升至萬級(jí)，目標(biāo)是在輸入輸出效率上實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)提升。

不過他強(qiáng)調(diào)，對(duì)于腦機(jī)接口連接電極的通道數(shù)，更應(yīng)關(guān)注的是有效通道數(shù)。

“Neuralink采取的路線，是在大腦皮層深處采用植入式電極陣列的模式，其實(shí)獲得的腦電信號(hào)很多時(shí)候是冗余、重復(fù)的?！彼治龅?，與其簡單衡量電極通道數(shù)量，不如系統(tǒng)性地從電極植入、排布等角度綜合研判，進(jìn)而達(dá)到以相對(duì)少的電極通道數(shù)、最大限度減少對(duì)大腦的損害，但能獲取更高有效信息量的水平。

此外他認(rèn)為，馬斯克提到可以將電極植入時(shí)間大幅縮短且實(shí)現(xiàn)更為安全的水準(zhǔn)，這是行業(yè)的重要發(fā)展方向。

不過由此，大眾的普遍疑問可能在于：為何其他公司難以復(fù)制Neuralink看似快速增長的通道密度？

陶虎對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者指出，對(duì)于腦機(jī)接口的高通量，更應(yīng)該關(guān)注“有效高通量”指標(biāo)。由于腦機(jī)接口核心器件采用集成電路工藝，微米級(jí)電極陣列的制造并不受先進(jìn)制程限制，因此如果想快速提升通道數(shù)，在技術(shù)上并不難實(shí)現(xiàn)。

“真正難的是系統(tǒng)性工程能力?！彼治龅?，有效高通量不是單點(diǎn)炫技的工程，而是需要對(duì)電極設(shè)計(jì)、算法與信號(hào)匹配等方面進(jìn)行長期優(yōu)化。通道數(shù)增加將帶來功耗、發(fā)熱、無線傳輸、生物相容性等一系列連鎖問題。而Neuralink能做到，是因?yàn)樵诋a(chǎn)品落地層面做了大量取舍。

陶虎舉例，Neuralink并非實(shí)時(shí)傳輸全部原始數(shù)據(jù)，而是通過本地壓縮、特征提取等方式減少帶寬和功耗，“其中進(jìn)行了產(chǎn)品工程上的理性妥協(xié)，這也是我們需要學(xué)習(xí)的地方。”

雖然在早期，國內(nèi)腦機(jī)接口類公司多選擇走非侵入式路線，但近兩年來在侵入式腦機(jī)接口領(lǐng)域，公司日益活躍，臨床試驗(yàn)甚至顯現(xiàn)出加速跡象。

腦虎科技就是其中一員。企查查信息顯示，腦虎科技成立于2021年，目前經(jīng)歷過兩輪公開融資，累計(jì)金額達(dá)數(shù)億元，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，投資方包括盛大集團(tuán)、紅杉中國、中平資本、聯(lián)新資本等機(jī)構(gòu)。

作為投資人，陳天橋?qū)τ浾咧赋觯骸爱?dāng)我投資陶虎時(shí)，他創(chuàng)立的腦虎科技幾乎是中國當(dāng)時(shí)唯一的侵入式腦機(jī)接口企業(yè)，這個(gè)領(lǐng)域也是當(dāng)時(shí)國際公認(rèn)孤獨(dú)、小眾的險(xiǎn)途。四年過去，情況發(fā)生了很大變化。腦機(jī)接口備受全球關(guān)注，中國這個(gè)領(lǐng)域的初創(chuàng)公司越來越多，也吸引了一批國資、社會(huì)資本頭部投資人出手，融資金額越來越大，接連產(chǎn)生高影響力的成果，令人欣喜?！?/p>

腦機(jī)升維

近兩年來市場風(fēng)向的變化，源于從技術(shù)、政策和資本三個(gè)方面都出現(xiàn)了較大基本面改善。

“在技術(shù)本身，出現(xiàn)了更多創(chuàng)新的顛覆性技術(shù)?！碧栈?duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者指出，例如從此前的剛性腦機(jī)接口轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳安捎萌嵝越涌?；通過引入集成電路工藝技術(shù)，讓腦機(jī)接口通道數(shù)可以大幅提高；在核心材料、算法等層面也持續(xù)有所突破。

政策方面，在“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中，腦科學(xué)都被重點(diǎn)提及，其中類腦計(jì)算和腦機(jī)融合技術(shù)都是關(guān)鍵。

“各類資本對(duì)腦機(jī)接口行業(yè)越來越關(guān)注，所以可以看到在近兩三年來，頭部腦機(jī)接口企業(yè)在頻繁拿到大額融資。整體看，無論是臨床進(jìn)展、技術(shù)和性能體現(xiàn)、資本和資源投入等多個(gè)層面，近兩年來在行業(yè)都出現(xiàn)了一個(gè)新高峰?！彼偨Y(jié)道。

新的外部變化來自于AI技術(shù)應(yīng)用融合?！斑@兩年，尤其是AI技術(shù)進(jìn)步，讓我們?cè)緦?duì)大腦腦電信號(hào)采集的數(shù)量和質(zhì)量都大幅提高；同時(shí)對(duì)這些采集到的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，可以更好進(jìn)行分析和編解碼。由此利于實(shí)現(xiàn)用意念合成運(yùn)動(dòng)、語言等?！彼M(jìn)一步分析道。

在今年初，腦虎科技成為全球首家實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)漢語言解碼技術(shù)的侵入式腦機(jī)接口公司。據(jù)悉，這是國內(nèi)首例高通量植入式柔性腦機(jī)接口實(shí)時(shí)合成漢語言臨床試驗(yàn)，在手術(shù)兩天后，患者開始接受相關(guān)訓(xùn)練，術(shù)后七天實(shí)現(xiàn)了142個(gè)常用漢語音節(jié)下71%的解碼準(zhǔn)確率，且單字解碼時(shí)延小于100毫秒。

作為腦虎科技的投資方，陳天橋?qū)τ浾咧赋?，語言解碼的難度不亞于任何一次Neuralink的技術(shù)突破，其價(jià)值遠(yuǎn)大于拿到某一個(gè)設(shè)備的批文?！疤鞓蚰X科學(xué)研究院將組建世界一流的腦電大模型、腦電解碼算法和數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)，用人工智能最新技術(shù)讓腦虎如虎添翼，鼓勵(lì)腦虎和Neuralink直接競爭，大膽探索類似于視覺重建、記憶下載這樣的終極任務(wù)。”

陶虎對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者指出，整體來看，腦機(jī)接口技術(shù)是一個(gè)微型系統(tǒng)，涉及采集腦電信號(hào)的電極、進(jìn)行信號(hào)處理的芯片、神經(jīng)編解碼算法的處理器、為整個(gè)系統(tǒng)供電的電池等軟硬件基礎(chǔ)。但考慮到人腦在高溫環(huán)境下容易出現(xiàn)休克，就要把這一整套系統(tǒng)控制在體積足夠小、功耗夠低、溫升可控的范圍內(nèi)。

“腦虎科技在過去幾年內(nèi)，花費(fèi)了大量精力把這整個(gè)鏈條打通。目前我們是國內(nèi)為數(shù)不多，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)所有核心器件全部自主可控的廠商?！彼m(xù)稱。

從技術(shù)路線上看，早期行業(yè)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)解碼，到目前一些公司實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)語言解碼，下一步，Neuralink提到將關(guān)注視覺能力重建——一條腦機(jī)接口技術(shù)的落地路線圖也逐漸浮現(xiàn)。

陶虎對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者指出，腦虎科技在陳天橋提出的腦機(jī)接口L1~L4發(fā)展階段基礎(chǔ)上，結(jié)合自身研究方向，將各階段對(duì)應(yīng)到不同腦功能區(qū)的解碼難度與信息密度。

其中L1為運(yùn)動(dòng)解碼，早在20年前就有美國公司作出應(yīng)用演示驗(yàn)證。由于其涉及的腦區(qū)單一，到今天為止，甚至單位數(shù)腦機(jī)接口通道數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)用意念對(duì)輪椅控制、機(jī)械臂操作等功能。

L2為語言解碼，由于該階段涉及多腦區(qū)協(xié)同、信息密度高且傳輸快，借力腦機(jī)接口將有望繞過發(fā)聲器官快速實(shí)現(xiàn)信息交換。

L3將是視覺解碼，視覺皮層在人類大腦偏后方，面積龐大且信息量大，Neuralink與腦虎均已布局。

到L4階段，將涉及對(duì)人類情感、記憶、認(rèn)知的解碼，其涉及的腦功能、腦區(qū)神經(jīng)環(huán)路更為復(fù)雜。

陶虎指出，該路徑并非如智能駕駛行業(yè)的L1~L5線性遞進(jìn)方式，但演進(jìn)思路與技術(shù)難度和臨床需求呈正相關(guān)。

商業(yè)探路

腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用將不限于臨床維度。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，目前人機(jī)交互以人觸控屏幕為主，腦機(jī)接口有望成為人機(jī)交互的終極方式。這意味著未來這一行業(yè)的商業(yè)化還有更多延伸空間。

陶虎也高度認(rèn)可這一觀點(diǎn)。他分析道，未來腦機(jī)的定義，就是如何把人類的意念、想法快速輸出，讓更多外界信息快速輸入——由此更快完成信息傳遞。

這背后要考慮到腦機(jī)操作技術(shù)的安全高效、接口操作系統(tǒng)的通用性等維度?！案t(yī)療器械行業(yè)的做法完全不同，我們很早就開始布局生態(tài)，讓大腦與具身智能、大語言模型、智能家居等進(jìn)行對(duì)接。由此放大腦機(jī)接口的效用?！彼赋觥?/p>

據(jù)介紹，腦虎科技正全面擁抱AI，一方面讓AI助力腦機(jī)接口技術(shù)，隨著更多腦機(jī)數(shù)據(jù)積累，大模型的加入可以讓其算法快速迭代，讓使用者受益；另一方面讓腦機(jī)接口賦能AI，不排除實(shí)現(xiàn)類似電影《阿凡達(dá)》中出現(xiàn)的場景，讓人類大腦直接與大模型對(duì)接。

搭建起一套完整的自主體系，一定程度與陶虎本人的背景有關(guān)。他于2024年辭去中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)所副所長的職務(wù)，徹底告別“雙線作戰(zhàn)”模式，全職ALL IN投入腦虎科技。這一轉(zhuǎn)變不僅避免了科研與創(chuàng)業(yè)的資源分散，更讓他能將學(xué)術(shù)積累深度聚焦于商業(yè)落地。

他對(duì)記者表示，科研與商業(yè)的最大差異在于“系統(tǒng)思維”的建立：科研強(qiáng)調(diào)單點(diǎn)突破，商業(yè)要求系統(tǒng)優(yōu)化、良率、成本與合規(guī)；科研可自由探索，商業(yè)需明確適應(yīng)癥與市場需求。陳天橋?qū)Υ嗽u(píng)價(jià)道：“他（陶虎）幾乎是在創(chuàng)業(yè)公司中極少數(shù)下定決心辭去奮斗了半輩子，且位于象牙塔尖的科研職位，自斷后路，全職投身腦機(jī)接口創(chuàng)業(yè)的科學(xué)家?！?/p>

整體看，陶虎對(duì)記者指出，發(fā)展腦機(jī)接口要重點(diǎn)關(guān)注三大要素：高通量、低創(chuàng)傷、長期在體?！捌渲懈P(guān)鍵的在于長期在體?！彼治龅溃咄?、低創(chuàng)傷都可以短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證，但長期在體必須靠時(shí)間積累，長期安全性甚至可以是“一票否決”的變量。

從資本市場角度，陳天橋?qū)τ浾咧赋?，Neuralink成立八年，直到最近才有收入，一點(diǎn)都不妨礙其成為全球知名的超級(jí)獨(dú)角獸。他認(rèn)為：“現(xiàn)在如果仍然用互聯(lián)網(wǎng)投資那套做法，需要對(duì)賭、馬上拿證、立刻產(chǎn)生收入、馬上上市，這種投資（思路）對(duì)于真正的科創(chuàng)企業(yè)會(huì)是一個(gè)雙輸?shù)慕Y(jié)果。希望我們一起拿出更多的耐心和誠意，幫助更多的腦虎成長為世界領(lǐng)先的高科技企業(yè)?！?/p>