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马斯克不敢想的事,这个中国博士做到了!

2023-09-19 08:57 · 稿源: 站长之家用户

1、脑电科学百年“追光”

与日新月异的生物医学相比,脑电科学是起了个大早赶了个晚集。

1924 年,测量脑电还是一个不为人所知的偏门领域,德国医生汉斯·伯格只能背着人,偷偷藏在地下室里做研究。

他甚至用上了当时的黑科技悬丝检流计法,但没能捕捉到仅有手机电池万分之一的脑电信号。

一个偶然机会,伯格遇到了一名头骨缺失的士兵,其脑电信号比正常人强的多。受其启发,伯格改进了技术,最终在常人头皮外测到了脑电。

从发现脑电至今,已有近百年历史。但基于脑电的神经科学进展迟缓,甚至它成了一个科研真空、科学禁区,少有人愿意在没有太多商业前景的领域下功夫。

从黑夜到黎明只差一束光,脑电科学也只差临门一脚。

1996 年,美国神经学家菲尔·肯尼迪将电极植入一名瘫痪的越战老兵。奇迹发生了,这名老兵通过意念操控鼠标打字,完成了与人交流。

这一结果震惊了世界,这也是人类第 一次通过意念控制机器,实现与外界交流!它得到了美国FDA的认可,肯尼迪也被视作“半机器人之父”。

可惜,肯尼迪的高光就此戛然而止。此后数年,他进行的两起植入电极案例均以失败告终。令他一战成名的越战老兵,也在 2002 年因脑动脉肿 瘤去世了。

但这还不是肯尼迪的至暗时刻:最终,FDA取消了他做电极植入大脑的实验资质。

直至此刻,我们才真正体会这名神经科学家的疯狂。“我不能开颅别人,但我能开颅自己。” 2014 年,年近七旬的肯尼迪自掏腰包,让一位外科医生将自己的头颅打开,植入了电极。

安装电极后,肯尼迪并没有太在意自身状况。他迫不及待地回到实验室采集、分析数据,整理学术论文.......尽管更加穷困,甚至有几个电极永远无法取出,但他活成了人类脑电科学应用的一束光。

一名科学狂人倒下,一群技术疯子开始“群魔乱舞”。

2016 年,马斯克与其他七人创办了脑机接口公司Neuralink。在Neuralink的设想中,借助安装的脑机接口设备可以识别人的意识,然后转化成指令,最终完成与外界沟通。

市场预计,借助这项技术,诸如渐冻症病人等大脑疑难杂症将被治愈。但马斯克对脑机接口的期望远不止如此,他提出了一个更疯狂的大脑计划,将人格意识“下载”到机器人上,帮助人类实现“永生”。甚至,他要带有人类意识的机器人送往火星......

巨大的脑洞,让Neuralink赢得了资本信赖。包含迪拜风险投资公司Vy Capita、谷歌风投在内,Neuralink不缺风投。

但此后Neuralink的发展并不顺遂。 2021 年 2 月,Neuralink便与美国食品和药物管理局(FDA)“初步进行人体试验” 沟通,但直至 2023 年 5 月才宣布获得批准。

在这期间,美国医师医药责任协会指控其对 23 只猴子进行侵入性和致命的大脑实验,违反了《联邦动物福利法》。 另有媒体反馈,自 2018 年以来,Neuralink共杀死了 1500 只动物,包括 280 多只羊、猪和猴子。

Neuralink内部团队开始分道扬镳。Neuralin早期 8 位创始人已有 6 位离开,其中 1 位出走者投资的脑机接口公司,据说已经对Neuralin产生了挑战。

纵观脑机科学百年历程,这一领域技术狂人几乎都选择了“开颅”侵入式方向。

如Neuralink那般,将电极放在两个神经元 70 微米间采集周边神经元的方法,确实可以更直接、更准确收集脑电信号。

但缺点是,开颅手术有更严格的试验条件,安全隐患最 大。当电极植入大脑后,电极会迅速结膜,信号急剧衰减。所以在脑机试验中,没有人一直戴着设备,但这又影响了可持续性研究。

侵入式不可避免的陷入一个巨大漩涡,甚至是一个百年困局:不管是伯格、肯尼迪,还是马斯克,他们能够接收的主动开颅的试验者太少了,而且在伦理与安全层面遭遇巨大挑战。

2、非侵入式“落地”突破

一个方向的堵塞,往往意味着其他方向的决口。脑机科学在侵入式方向上不断冲击,也激化了非侵入式领域的探索步伐。

2014 年,韩璧丞进入哈佛大学脑科学中心攻读博士项目。在攻读博士学位前,脑科学中心的教授给他敲了警钟,“做脑科学,要时刻做好阵亡的准备”。

2015 年,韩璧丞创立BrainCo强脑科技,他要在非侵入式上做突破。截至目前,全球融资超 2 亿美金的脑机接口企业不多,一家是Neuralink,另一家便是BrainCo强脑科技。

韩璧丞不是拍脑袋,在看过二十多个开颅案例后,韩璧丞坚定了非侵入式路径。“通过提高数据量的采集去优化算法,然后提升对大脑的认知,最终做出(用户满意)的产品。”

韩璧丞选择了一条与前人不同的道,与侵入式相比,它更迂回:采集脑电-优化算法-强化大脑学习认知-最终是神经控物。但它也更易形成商业闭环:通过更大范围的落地产品应用,可以无限反哺底层技术研究。

一项调查显示,依托非侵入式所能解决的问题与产品落地的速度,其市场规模是侵入式的 100 倍。

但技术壁垒也真实存在,如何进行有效的脑电采集,成为摆在韩璧丞面前亟待解决的难题。

此前,传统脑电采集设备一直沿用湿导电膏,复杂的设备很大程度上限制了产品普及。“要在焦虑症儿童头上安装一大堆脑电检测仪器,会不会让儿童更焦虑?”韩璧丞满脸无奈。

韩璧丞和他的团队将突破点放在传感器上,亲上战场,最终使用干电极采集到超高精度的脑电信号。

技术之后是产品研发与落地。脑科学是一项基于技术底座的经验学科,技术要为多样化个体提供专属服务,基于算法的产品落地与反复试验就变得无比重要。

耗时四五年,BrainCo发明了一款智能仿生手,通过在上肢缺失的残疾人的断臂上放置一圈高密度传感器,可以“感知”出人类大脑的想法,用意识控制手臂动作。

2019 年,这款智能仿生手被美国《时代周刊》评选为年度百大发明,并登上了杂志封面。一年后,它又获得德国红点奖最 佳设计奖。

比登上杂志封面更令人欣喜的是,它成了手臂残障人士的救星。

听闻可通过意识操控仿生手后,因失去左手不能挤牙膏、系鞋带的古月心动了。他联系上了韩璧丞的团队,而BrainCo也正需要一个使用者来协助,双方一拍即合。

古月在深圳花了一周时间测试,“我当时就发现,真的每根手指都能动。”

事实证明,这个仿生手不仅能动,还充满智慧,依托算法它能够不断学习、进化。针对每个动作,假肢设备里会完成 40 多万数据点的采集和解析。通过不断试错,它能更快、更比较准确地了解使用者意图。

“我不再介意别人谈论我的手,我觉得自己像一个普通人。”

古月不是孤例。失去了右腿的林韵在佩戴BrainCo研发的智能假腿后,不仅可以通过意识控制起、坐、跑等动作,还实现了健身、跳舞以及攀岩。

这一时期,国家政策、科研力量也在全方位助力脑科学研究。

在十四五规划中,脑科学被列为需要重点攻关的技术,脑机融合被明确提及。国内一些高校脑科学研究也有了非常高的水准。

一场脑科学的春天,越来越近。

3、“从痛到大”翻越大山

越过高山,才发现还有另一座高山在等候。

BrainCo的假肢无疑是成功的,但曾经这限于科技应用层面。

以智能仿生手为例,其研发投入动辄是亿元级的,这决定了它高昂售价。当下欧洲公司生产的智能仿生手市价50- 70 万元,BrainCo将单价降到其1/ 5 左右,但这依旧不是广大用户能付得起的。

这里有个巨大的资源不对称,大部分假肢需求者是没有工作能力的,也是最不具消费能力的。

除高额研发成本外,商业生态链条不完善也是假肢售价高的重要原因。加上国内医保不覆盖上下假肢,也让人望而却步。

“这款手在前几年实现了量产,我们可以将价格继续压低。”韩璧丞承诺,未来要是“把假肢降到几万元,这样更多人才能用得起。”

韩璧丞和他的团队想了一些办法,比如跟地方政府以及残联、公益机构合作,让更多残障者先用上假肢,重归社会,继而带动更多残疾人戴上BrainCo假肢。

2020 年 10 月,广东省人民医院与珍惜生命基金会启动了贫困残疾儿童救助项目。BrainCo为残疾贫困儿童免费安装智能仿生手,配套后续康复、训练、跟踪、软件升级等服务。

2021 年,BrainCo又和厦门、杭州残联先后达成合作,政府出资为当地适配等残障人士安装机械手。此外BrainCo还与北京爱尔公益基金会合作,为残障者捐赠了一批仿生手。在 2022 年冬残奥会上,火炬手贾红光就用上了这只仿生手。

机构合作十分必要,但对一家渴望商业化成功的企业而言,产品的市场化突围更为关键,BrainCo开始横向拓宽产品线。

比如,针对自闭症儿童,BrainCo研发了开星果脑机接口社交沟通训练系统,通过镜像神经µ波智能脑控反馈训练,促进大脑神经可塑性,提升社交沟通与思维灵活性。

针对多动症,BrainCo推出了意波波-儿童注意力调控系统,通过采用神经反馈训练干预的方式,减少过多的θ 与β高频段,强化感觉运动节律活动,改善注意力与执行力。

为解决睡眠障碍,BrainCo推出深海豚脑机智能安睡仪,利用脑电(EEG)检测技术,结合人工智能算法,解译大脑在不同睡眠阶段的神经信号状态,通过脑电数据检测+声光电干预一体化智能应用改善用户睡眠质量。

BrainCo产品线进化路径,沿着“从硬性不可逆的重难症向亚健康类轻症人群”以及“从特定小众人群向大众用户普及”两大方向演进。

这也是韩璧丞口中BrainCo进化方向:“从痛到大”。

几则数据可以帮助我们了解这个巨大市场:

目前中国儿童及青少年多动症患者占比6.26%,人数超 2300 万;超过 3 亿中国人存在睡眠障碍,成年人失眠发生率高达38.2%;在人类所有医疗花销中,与大脑相关的占比接近30%。

这些与大脑相关的疾病没有根治药物,脑机接口技术被视为一个替代性的解决方案。

韩璧丞瞄向了更大的商业化人群,这是BrainCo必须翻越的下一座大山。

4、科技向善“势”在人为

尽管在脑电领域取得重大突破,但现实中韩璧丞并不像一个老板,反而更像一位专业的学者、一名低调的试验员。

这里有一个细节。在一场媒体交流会上,BrainCo投屏出了点小意外,韩璧丞没有着急催促工作人员,而是亲自上手调试,并用专业词汇点出了问题所在......事后更谦逊道,“作为一家脑机接口公司,(出这样问题)让大家见笑了。”

这样的性格或许与韩璧丞的人生经历息息相关。以创立BrainCo为界,可以将韩璧丞的人生划分为两个阶段。

第 一个阶段, 2007 至 2015 年求学之路。韩璧丞先后在韩国科学技术院、美国西雅图 Fred Hutchinson研究中心、哈佛大学脑科学中心求学,研究方向为脑科学与医疗仪器。第二个阶段, 2015 年至今在BrainCo创业。

前后两个 8 年,是截然不同的学习与创业历程。但在这 16 年光阴里,韩璧丞都做着同一件事:泡在实验室里搞科研。

这样的人生极其简单,但又相当张力:对于自己的梦想、认定的目标,必然全力以赴。

如今,BrainCo已经聚集了一大批全球最领先的脑科学家。来⾃哈佛、MIT等全球顶 级学府的优 秀校友在核⼼研发团队中占⽐超70%,⽬前BrainCo拥有脑机接⼝领域核⼼专利两百余项,60%为发明专利。

被《科学美国⼈》评为全球较具影响⼒的 20 位科学家之⼀,有着脑机接⼝之⽗称谓的⽶格尔·尼科莱利斯也作为首席科学顾问加入了BrainCo。清华⼤学智能产业研究院院⻓、中国⼯程院院⼠张亚勤以及哈佛⼤学教育学院前院⻓James E Ryan,都是BrainCo的顾问成员。

这些科学家聚到一起,源于他们共同的理想。

“与很多同学一样,我最怕的是学到的知识得不到充分的运用,不能做有益于社会的事。”

哈佛非常关注学生对世界的影响力。韩璧丞曾言“希望 10 年聚会,大家见面不要谈自己赚多少钱,而是要谈自己对这个世界产生了什么样的正向影响。”

支撑他的是科学向善的精神。

韩璧丞曾给我们分享过一个“好笑”故事,说读博期间自己在用湿导电膏做实验,为了让脑电实验更准确,自己一天要洗四次头,以至于老妈打来几个电话,我都在洗头。“一个头,从早上洗到半夜。”

如今创业 8 年了,韩璧丞大部分时间还是泡在实验室里。

这些科学家特质,决定了BrainCo的气质,既拥抱资本,又不被资本裹挟。

但韩璧丞坦言BrainCo商业化确实亟待破局:一开始觉得技术很难,后来才觉得商业化更难。未来,BrainCo要在技术与商业化上完成双向奔赴。

科学向善、“势”在人为,这是韩璧丞心中的坚守与底气。

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