脑科学是当今世界科学研究的前沿领域,是大国的“必争之地”,亦被誉为自然科学的终极疆域。
人类大脑是非常复杂且精密的器官,拥有着由至少1000亿个神经元相互连接构成的复杂神经网络。科学家们对大脑发育、大脑功能及相关脑部疾病的研究、探索从不中断,但由于技术等匀速限制,相关探索一直鲜有突破。
据统计,全球脑疾病患者的数量已高达数千万,人类社会为此付出了难以估量的代价。另一惨痛的数据是,全世界40%死于脑卒中的患者都在中国。
近年来,为在脑科学领域抢占先位,中国、美国、日本等国家相继推出由政府主导的脑科学研究计划,加之相关初创科技企业的积极布局,极大地推动了该领域的发展。
目前,在科学技术的不断突破下,脑科学的发展已经进入具体应用阶段,在脑疾病的发病机制与诊治领域取得了令人鼓舞的成绩。亦将为神经退行性疾病(如阿尔茨海默症)、癫痫、中风、自闭症等重大脑疾病的预防和诊疗提供新思路。
贝壳社:无创脑机接口有哪些应用场景? 蔚鹏飞:中科华意的核心产品主要是闭环穿戴式无创脑机接口,用于治疗各种慢性的神经系统疾病的调控,如认知障碍,还涉及康复、儿童自闭症等领域。 主要核心技术在于通过给予特定脑部外部无创的特定频率电刺激,达到对脑功能调控干预的目的。目前,大多数调控产品存在患者个体差异的问题,我们通过前端结合脑机接口的脑电监测与认知,能够侦测、识别特定脑区的异常活动,再通过刺激参数,达到更加个性化、自适应调控的目标。 目前,两款产品已经在进行临床批件注册,预计明年初拿到Ⅱ类器械医疗器械证,并基本掌握所有核心技术的相关专利。 贝壳社:无创脑机接口会因为颅骨、头皮等因素,影响电信号强度。那么运用无创方式对大脑进行电刺激时,如何使能使电信号安全且有效? 蔚鹏飞:无创导电涉及到头皮的电导率改变等各种因素,导致信号不是特别的一致,所以在做很多脑机接口时,我们会把它想象成是可以在长久稳定的情况下能够进行实时解码。 关于有效性和安全性,主要通过交流电作用到大脑内部的方式,运用特定频率穿透颅骨,且施加外部刺激,结合影像学以及脑电评估来测定是否到达作用区域。目前已开展临床及动物实验,验证在不引起任何惊厥或者癫痫情况下,仍然能够对神经活动产生有效干预的安全强度范围。在前期的动物实验以及临床患者实验进行反复验证,以确保安全。 贝壳社:无创脑机接口其实需要紧贴头皮,但头型不同,影响采集效率。如何解决这个问题? 蔚鹏飞:一方面,穿戴式的产品如果调节的位置不佳,会影响采集的信号。另外一方面,一般采用硬质金属电极,具有一定的刚性,不易折叠和弯曲。 中科华意采用柔性导电材料等专利技术,适应于头颅的球形形状,具有有效的贴服效果,起到比较稳定、持续的作用。 目前开发的两款头戴式产品,采用多通道电极结合刺激,能够作用到特定的区域。考虑到佩戴、安装的便携性,我们会选择有效的作用区域,进行双通道电极刺激,同时结合脑电记录,完成认知评估和分析,以便做进一步的干预治疗。 贝壳社:与同类产品相比,具有哪些优势? 蔚鹏飞:大多数无创脑机产品主要利用穿戴式或头戴式设备记录脑电信号,并进行监测,比如睡眠监测,还可以结合神经反馈训练,调节病患的自身康复和改善。 中科华意无创脑机接口产品的核心是在监测评估体系下,应用刺激和调控技术,能够有效作用于特定的区域跟靶点,达到快速起效、有效干预的目的。它对比于现在医院用的大型直流电刺激产品的优势在于,便携式、脉冲式的刺激和干预,可在社区、居家环境等应用场景使用,同时通过特定的频率调节,对不同的适应症进行有效干预。 贝壳社:无创脑机接口市场规模如何? 蔚鹏飞:需要分领域,在认知障碍领域,特别是痴呆,目前还没有较好的临床药物进行治疗,且通过心理认知疗法起效较慢,所以我们的方式是介于在药物跟心理治疗之间,也可称为物理刺激、物理神经调控干预方法;从对标药物和数字疗法来看,目前市场规模达100亿以上,还需进一步评估、分析。
无创脑电其实并非切合所有实际应用场景,但在一些对解码的精度要求不是特别高的情况下,通过外部干预能够达到对脑功能调节的目标。这种临床应用的场景和意义是比较大的。
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