| 脑科学作为一门前沿学科，正以其独特的魅力和巨大的潜力吸引着全球的目光。随着对大脑结构和功能的深入研究，我们不仅对人类认知、情感和行为有了更深刻的理解，也为治疗神经性疾病提供了新的视角和工具。 由邦勤资本、国药励展联合主办，中原科技城、松山湖科学城协办的“2024医疗器械核心技术论坛”于10月13日，在深圳成功举办。论坛期间，深圳市应和脑科学有限公司首席技术官闵小毅博士带来主题报告“脑科学和神经调控技术的今天和将来”，闵博拥有超过30年在世界龙头医疗器械公司开发有源植入器械创新产品的经验，获得超过160项专利，发表80多篇论文。   1、神经调控和脑机接口的融合
神经调控和脑机接口是快速发展的领域，其起源不同，但其共同目标是改善神经和精神疾病或损伤患者的生活。它们日益增加的技术重叠为协作工作和神经技术的快速进步提供了新的机会。 在神经调控领域，主要的技术手段包括深部脑刺激（DBS）、脊髓刺激（SCS）、迷走神经刺激（VNS）、反应性神经电刺激（RNS）和骶神经刺激（SNS）等，此外还有体外磁刺激（TMS）、经颅电刺激（TES）以及时间干扰刺激（TIS）等技术手段。脑机接口领域，诸多重磅项目如埃隆·马斯克的Neuralink项目，成为推动脑机接口领域发展的重要推动力量之一，其通过植入电极来采集大量脑信号，有助于深入了解神经疾病的病理机制，进一步完善神经调控算法和治疗手段的开发。  2、神经调控技术平台应用前景宽阔 神经调控技术平台展现出广泛的应用前景，在临床应用方面，神经调控技术平台已被广泛应用于治疗多种难治性或药物耐受性的神经系统疾病，例如帕金森病、抑郁症、癫痫等。 在科学研究领域，神经调控技术平台的应用为神经科学研究提供了强大的工具和手段。通过探索神经调控技术在大脑功能、神经回路连通性等方面的应用，科研人员能够更深入地理解大脑的复杂结构和功能，为神经科学的发展提供新的视角和突破口。目前获批的技术平台包括DBS、SCS、RNS、VNS、SNS等，还有一些新的适应症和技术路径在开发中。全球神经调控市场2022年规模达到70亿美金，预计2027年超过百亿美金。  3、闭环DBS，个性化精准治疗
闭环DBS有望做到采刺一体化，根据患者大脑实时活动动态调整刺激参数，可以实现更精准的刺激、更佳的症状控制，以及减少不必要刺激，降低副作用。 应和脑科学着重于下一代闭环DBS系统的研发，包括高度集成的IPG和电极系统，能够收集脑电信号、闭环算法分析和刺激调整，闭环工作时不需要外部设备辅助，完全智能化。应和脑科学自主研发了高通量的闭环芯片，可以做到小型化、低功耗、低成本。系统具备采集低噪声水平下目标核团局部场电位信号的能力，系统搭载了自研分析软件，可以进行实时自动分析，并经过闭环算法调整刺激输出。   图片来自美敦力Percept PC 4、HGNS市场潜力巨大，国内无产品获批 Inspire的植入式舌下神经刺激设备HGNS在2014年获FDA批准治疗OSA，目前已经在美国、欧洲等多个区域销售，2023年销售额近6.25亿美元，同比增长65%，公司市值也达到42亿美元。中国市场目前无同类产品获批，蓝海、潜力巨大。2022年中国OSA患者数量约2亿人，中重度的OSA病人超过6600万。 Inspire HGNS系统有一个舌下电极和一个呼吸感应导线，电极的工作原理类似于起搏器，发放电刺激使舌肌收缩前伸，从而打开气道。应和脑科学研发的HGNS做了很多系统优化，取消呼吸感应导线，选用了新的感应器，舌下电极更柔软、更细、更可靠。目前该项目已在动物上验证了技术可行性，即将进入人体临床试验阶段。 5、血管支架电极BCI是有望最先获批的脑机接口产品 Brain-computer interface (BCI)技术通过解码大脑的神经信号，实现人脑与外部设备之间的直接通信，具有革命性地改善或恢复患者运动功能、感知能力甚至认知功能的潜力。特别是在脊髓损伤、神经退行性疾病以及某些精神疾病的治疗中，BCI技术展现出巨大的应用前景。但BCI技术也面临着众多挑战: 技术稳定性、生物兼容性、长期安全性以及伦理问题等。 在脑机接口领域的产品应用中，Synchron公司取得了显著进展。该公司通过微创手术在患者的运动中枢区域植入微电极支架，用以捕捉运动中枢的脑信号。这些信号经过解码后，使得患有渐冻症等疾病的患者能够通过意念控制电脑发送邮件、消息等。自2018年首例病人入组以来，Synchron公司已成功完成对10名患者进行为期12个月的随访，且未发现任何并发症。此外，Synchron公司成功将脑机接口技术与苹果Vision Pro耳机以及ChatGPT等技术相结合，使得患者可以通过意念控制耳机或利用生成式人工智能模型进行交互。这一技术整合不仅提升了患者的用户体验，还为脑机接口技术与消费电子产品的融合开辟了新的道路。  应和脑科学目前布局了一款血管支架电极BCI产品，采用专利设计，将编织支架和电极有效地结合一起，实现更低的阻抗和成本，目前已经完成的急性、慢性的动物实验取得了非常理想的数据，相关成果也在国际会议进行了汇报。
6、SCI脊髓闭环系统，让瘫痪患者走起来 脑机接口领域的一个分支：脑脊髓接口，与传统脑机接口有所不同。Onward是一家位于美国的公司，专注于脑脊髓接口技术的研发。他们采用类似于传统脊髓刺激系统的方法，通过选择不同的电极刺激不同的部位，从而使患者能够完成诸如迈右脚、迈左脚等动作，帮助那些下肢完全瘫痪的患者重新获得行走的能力，这一应用具有显著的意义。 最初，Onward采用的是开环系统，患者的行走和停止需要由系统进行操作，按照预设参数进行控制，并未直接捕捉患者的运动意图。最近，Onward与WIMAGINE展开合作，在患者的颅内植入电极以采集脑信号，通过一个背包上的电脑对这些信号进行解码，然后传送指令以驱动脊髓刺激，形成了一个闭环系统。这一技术创新为康复医学领域带来了新的希望和机遇。  应和采用了更创新的解决方案，无需在大脑植入电极采集信号，而是通过脊髓电极抓取运动信号并进行刺激，目前已经在动物水平上进行可行性验证。
7、无创聚焦超声具有巨大临床潜力 超声脑机接口技术实现了2-3mm的高度聚焦精度，为神经调控和脑疾病治疗提供了一种创新手段。这项技术源自对超声的基础研究，可以追溯到1920年，经过对各种尺度的动物、人体以及神经元的研究，已建立起扎实的理论基础。 维也纳大学正在探索聚焦超声技术在治疗老年痴呆和阿尔兹海默症方面的应用。他们已经对35名患者进行了治疗，每次治疗持续30分钟，连续两周进行6次治疗，取得了在记忆力方面的显著改善。利用聚焦超声治疗神经性疾病也展现出巨大的前景。例如，对于抑郁症等疾病，传统的深部脑刺激治疗面临着靶点调整等挑战。然而，聚焦超声技术作为一种体外无创治疗手段，具有灵活性，能够灵活调整治疗靶点，为神经性疾病的治疗带来新的可能性。 8、神经调控和脑机接口的未来 未来神经调控产品开发上，体内植入部分会趋向小型化、低功耗以及更高的充电效率等；新的电极技术，如MEMS电极、印刷薄膜电极等将极大拓展临床应用场景和效能。此外，无创神经调控在现有治疗方式未满足的需求上可能展现巨大的潜力。脑机接口方面，未来将持续拓展脑与脊髓、与外部设备如超声，甚至是延展到其他内部器官或功能系统，形成更广泛的应用范围。 未来，脑机接口和神经调控技术的结合可能会进一步深化，例如通过结合人工智能和机器学习算法来优化治疗策略，实现对患者神经信号的智能解读和调节。  9、互动交流
问：您更看好神经调控和脑机接口未来解决哪些疾病？现在中国老龄化的问题很严重，我们想看看哪些疾病、方向能被新的技术路线解决？ 答：脑机接口产品在短期内进行临床领域落地还比较困难，但是脑机接口是非常好的研究工具，给我们提供了对于神经方面疾病、损伤的机理，推动神经调控和脑机的融合。超声有两种，高强度超声可以用来做肿瘤消融治疗，低强度超声可以用来做神经调控，相信超声在脑部的应用在未来3-5年会拓展很多。 问：现在有中频刺激改善肌肉收缩、改善OSA，您讲到的技术是通过神经调控吗？是通过大脑中枢神经对呼吸的节律刺激吗？ 答：是通过对于舌下神经的刺激来去扩张气道，系统通过感应呼吸周期在吸气时进行舌下神经刺激，呼气时停止刺激，不影响正常呼吸节律。刺激电极外部有绝缘的神经袖套，只会刺激舌下神经而不会影响到其它神经。 |
