成立不到5年，由兩名90后創(chuàng)立的上海腦機(jī)接口公司“階梯醫(yī)療”成為全球第二家進(jìn)入注冊臨床階段的侵入式腦機(jī)接口公司——近日完成植入手術(shù)后，四肢截肢患者已可通過意念順暢上網(wǎng)、打游戲，產(chǎn)品多項(xiàng)性能指標(biāo)超越馬斯克旗下的腦機(jī)接口公司Neuralink。

受試者術(shù)后一個(gè)月腦控玩賽車游戲（圖/階梯醫(yī)療）

年輕人何以帶領(lǐng)年輕公司快速實(shí)現(xiàn)趕超？階梯醫(yī)療創(chuàng)始人趙鄭拓、李雪在接受本報(bào)記者專訪時(shí)表示，來到上海，扎根中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心，是他們邁向成功的最關(guān)鍵一步。植根腦科學(xué)基礎(chǔ)研究，背靠上海得天獨(dú)厚的產(chǎn)業(yè)資源和政策支持，階梯醫(yī)療第一代腦機(jī)接口產(chǎn)品預(yù)計(jì)2028年上市，同時(shí)公司已在開發(fā)第二、第三代產(chǎn)品，有望在未來5到10年內(nèi)形成腦機(jī)接口信號(hào)采集、神經(jīng)刺激、植入術(shù)式等各類技術(shù)平臺(tái)，完成不同適應(yīng)癥的腦機(jī)接口產(chǎn)品開發(fā)。

走對最關(guān)鍵一步：來上海，加盟腦智中心

“我希望神經(jīng)電極能‘一年上猴，三年上人’。”2020年，當(dāng)趙鄭拓在腦智中心的應(yīng)聘報(bào)告中說出這個(gè)愿望時(shí)，臺(tái)下笑聲一片，當(dāng)時(shí)大多數(shù)人覺得這個(gè)想法不太可能實(shí)現(xiàn)。

其實(shí)，趙鄭拓自己也沒有十足把握。彼時(shí)，他只知道自己在美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校攻讀博士時(shí)開發(fā)的腦機(jī)接口技術(shù)頗受同行認(rèn)可，不少實(shí)驗(yàn)室專門派人來跟他學(xué)習(xí)。但真要做成性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠的醫(yī)療級(jí)產(chǎn)品，顯然路還很遠(yuǎn)。

沒想到這個(gè)愿景竟在3年后實(shí)現(xiàn)了，而且5年內(nèi)完成了整套腦機(jī)接口系統(tǒng)的開發(fā)并進(jìn)入臨床試驗(yàn)。趙鄭拓覺得，夢想成真的最關(guān)鍵一步是“來上海，加盟腦智中心”。

趙鄭拓研究員（劉琦/攝）

早在2018年的一次國際會(huì)議上，趙鄭拓的交流報(bào)告引起了中國科學(xué)院院士、時(shí)任腦智中心主任蒲慕明的注意，并向他發(fā)出了“來上海，來腦智中心”的邀約。

而趙鄭拓對腦智中心早有向往。“2014年申請博士時(shí)，我選擇了腦機(jī)接口方向，但對其未來前景，心中仍有迷茫。”他說，當(dāng)時(shí)讀到了蒲慕明撰寫的一篇介紹“中國腦計(jì)劃”的綜述，其中關(guān)于神經(jīng)科學(xué)前景的論述，至今記憶猶新。這不僅讓他堅(jiān)定了自己的選擇，更讓他心底“種草”——如果能在這樣一位戰(zhàn)略科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的科研機(jī)構(gòu)發(fā)展，將是年輕科學(xué)家的幸運(yùn)。

2020年，趙鄭拓和李雪先后加入腦智中心。博士剛畢業(yè)的李雪通過腦智中心“青年研究員計(jì)劃”直接擔(dān)任多模式神經(jīng)界面研究組組長，而趙鄭拓更是挑起了科技部科技創(chuàng)新2030重大任務(wù)（青年科學(xué)家項(xiàng)目）首席科學(xué)家、中國科學(xué)院神經(jīng)所“十四五”攻關(guān)團(tuán)隊(duì)“腦機(jī)接口技術(shù)及其臨床應(yīng)用”首席科學(xué)家等重?fù)?dān)。

用少得多的研發(fā)投入“四兩撥千斤”

“恐怕世界上找不到第二個(gè)地方，如此有利于腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展。”趙鄭拓說，如果不是來上海，扎根腦智中心，他們絕對不可能用比Neuralink少得多的研發(fā)投入，在侵入式腦機(jī)接口領(lǐng)域與馬斯克“扳手腕”。

在上海市科委和腦智中心的支持下，腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)室建起了專用的微納加工平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)得以迅速搭建起腦機(jī)接口部件從設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、測試到質(zhì)控的完整體系，為技術(shù)和產(chǎn)品的快速迭代奠定工具基礎(chǔ)。

腦智中心的非人靈長類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物平臺(tái)為年輕團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)“一年上猴”的目標(biāo)提供了獨(dú)一無二的支撐。“Neuralink的研發(fā)團(tuán)隊(duì)中很缺神經(jīng)科學(xué)家，因此他們無法根據(jù)精確的神經(jīng)反饋，設(shè)計(jì)出冗余極小的產(chǎn)品。”趙鄭拓說，而階梯醫(yī)療的第一代產(chǎn)品僅用64通道就實(shí)現(xiàn)了幾乎等效于Neuralink1024通道的功能。

趙鄭拓、李雪等研發(fā)的第一代腦機(jī)接口產(chǎn)品植入體（袁婧/攝）

短短幾年，趙鄭拓和李雪團(tuán)隊(duì)已與腦智中心超過1/3的課題組建立了合作：一方面，不同課題組為他們的腦機(jī)接口開發(fā)提供神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)研究支撐；另一方面，不斷迭代的腦機(jī)接口也為其他課題組提供了觀察神經(jīng)活動(dòng)的利器，推動(dòng)基礎(chǔ)研究不斷深入。

在他們看來，在腦機(jī)接口這樣的新質(zhì)生產(chǎn)力賽道上，基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展已密不可分，在“為人類造福”的價(jià)值牽引下，正形成日趨緊密的雙螺旋結(jié)構(gòu)，不斷向上延展。

今年2月，階梯醫(yī)療完成3.5億元B輪融資，這也是國內(nèi)侵入式腦機(jī)接口行業(yè)史上最大一筆融資。趙鄭拓說，選擇創(chuàng)業(yè)，為的是讓實(shí)驗(yàn)室技術(shù)更快變成符合上市標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)療器械產(chǎn)品。

但只有真正經(jīng)歷過，才會(huì)明白“從1到100”甚至比“從0到1”更難。他已記不清為了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了多少次嘗試。當(dāng)2023年底，終于拿到電極的測試通過報(bào)告，整個(gè)團(tuán)隊(duì)的興奮程度甚至超過這次臨床試驗(yàn)。

趙鄭拓覺得一路走來很幸運(yùn)，幾乎每個(gè)難關(guān)都得到了支持和幫助：在技術(shù)攻關(guān)上，無論電池供應(yīng)、藍(lán)牙方案定制，還是特定算法和專用芯片開發(fā)，他們都在中國科學(xué)院的不同研究所找到支持；在產(chǎn)業(yè)化過程中，無論是推進(jìn)醫(yī)療產(chǎn)品型檢、啟動(dòng)臨床試驗(yàn)，還是融資的促成，上海市科委、市藥監(jiān)局等部門都積極提供服務(wù)。

基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)，打開更多想象空間

“當(dāng)頂尖資源匯聚，原先想不到、甚至不可能的路徑都成為可能。”趙鄭拓提到，一次，腦機(jī)接口團(tuán)隊(duì)在研究利用血管將神經(jīng)電極植入腦部時(shí)，對“穿過血管壁”的操作猶豫不定，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)外科團(tuán)隊(duì)告訴他們“這在臨床上不是問題”。

上海交通大學(xué)附屬第九人民醫(yī)院與團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)人工聽覺腦機(jī)接口，但在如何給神經(jīng)系統(tǒng)寫入精細(xì)聽覺信息上碰到了困難。蒲慕明院士在與團(tuán)隊(duì)仔細(xì)探討后，創(chuàng)新性地提出“引入神經(jīng)可塑性來建立更佳的人工聽覺”的建議。“無論是醫(yī)生還是我們，完全沒想到過這條路徑。”趙鄭拓說。

如今，更廣闊的發(fā)展空間正在迅速打開。除了大腦，侵入式腦機(jī)接口還可能對脊柱神經(jīng)、外周神經(jīng)進(jìn)行信號(hào)讀取，未來有望幫助脊柱神經(jīng)損傷患者重建神經(jīng)回路，讓面癱患者恢復(fù)自然的笑容。

實(shí)驗(yàn)室展示的不同種類電極（劉琦/攝）

不過，針對每一種不同的應(yīng)用場景，都需要進(jìn)行針對性的技術(shù)研發(fā)。“每一步進(jìn)展都離不開基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的密切聯(lián)動(dòng)。”在趙鄭拓看來，隨著《上海市腦機(jī)接口未來產(chǎn)業(yè)培育行動(dòng)方案（2025—2030年）》的發(fā)布，腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)已站上“天時(shí)地利人和”的起飛跑道。他判斷，隨著應(yīng)用需求的涌現(xiàn)，腦機(jī)接口相關(guān)傳感器、芯片等需求也會(huì)大幅增加。如能通過政策、產(chǎn)業(yè)鏈布局整合等手段，將上海集成電路產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢嫁接到腦機(jī)接口賽道，將會(huì)釋放更大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>