Neuralink 竞争对手 Precision Neuroscience 正在测试人脑植入物

Joshua Bederson 博士将 Precision Neuroscience 的电极放置在大脑上。

阿什利·卡普特

当纽约市西奈山医院手术室的灯光渐暗时,乔舒亚·贝德森医生准备创造历史。

贝德森是西奈山医疗系统神经外科部的系统主任,他对长时间待在手术室并不陌生。这位前竞技体操运动员在他的职业生涯中完成了 6,500 多例手术,他说他能想象出每一步手术的步骤,就像在排练例行手术一样。

四月的这个早晨,贝德森正在为一例脑膜瘤切除术做准备,这意味着他将切除一个良性脑瘤。贝德森说,他的主要工作始终是照顾病人,但在某些情况下,他也会帮助推动科学的发展。

本次手术就是其中一个例子。

贝德森在手术室就座时,一小群人聚集了过来,明亮的白光照射在他面前的病人身上,他的身影闪闪发光。医护人员、科学家和 CNBC 都伸长脖子向前看——有些人透过窗户往下看——看着贝德森第一次将 Precision Neuroscience 的四个电极阵列放到病人的大脑表面。

电极是一种可以检测和传输电信号的小型传感器,而阵列则是电极网格。神经外科医生在某些手术过程中使用电极来帮助监测和避开大脑的重要部位,例如控制语言和运动的区域。

Precision 是一家成立三年的初创公司,致力于开发脑机接口(BCI)。BCI 是一种解码神经信号并将其转换为外部技术命令的系统。该领域最知名的公司可能是 Neuralink,该公司由 特斯拉 以及 SpaceX 首席执行官埃隆·马斯克。

其他公司,如 Synchron 和 Paradromics 也开发了 BCI 系统,尽管它们的目标和设计各不相同。据 Precision 网站称,该系统的首个应用将是帮助严重瘫痪患者恢复说话和运动等功能。

Precision Neuroscience 公司的 Stephanie Rider 检查公司的微电极阵列

来源:精准神经科学

Precision 的旗舰产品 BCI 被称为第 7 层皮质接口。它是一个比人的头发还细的微电极阵列,形状类似于一块黄色透明胶带。每个阵列由 1,024 个电极组成,Precision 表示它可以贴合大脑表面而不会损伤任何组织。

据 Precision 公司称,贝德森在 4 月份的手术中使用了该公司的四个电极阵列,创下了实时在大脑上放置电极数量最多的纪录。但或许更重要的是,这些电极阵列能够探测到患者各个手指的信号,这比标准电极能够捕捉到的细节要多得多。

西奈山伊坎医学院神经科学、神经外科和神经病学副教授伊格纳西奥·赛斯表示,使用 Precision 的电极阵列就像将像素化的低分辨率图像变成 4K 图像。赛斯和他的团队负责监督 Precision 与西奈山的合作。

“你给我的不是 10 个电极,而是 1,000 个电极,”赛兹在接受 CNBC 采访时表示。“尽管它们反映的是相同的潜在神经活动,但你获得的深度、分辨率和细节是完全不同的。”

贝德森表示,获取这种细节信息可以帮助医生在未来更细致地进行手术和其他干预。对于 Precision 公司而言,记录和解码单个手指信号的能力至关重要,因为该公司最终致力于帮助患者恢复精细运动控制。

这些数据标志着 Precision 的一个里程碑,但要实现一些更宏伟的目标还有很长的路要走。该公司仍在努力获得美国食品和药物管理局的批准,而且它还没有给病人植入更永久的版本。

贝德森在接受 CNBC 采访时表示:“我认为这些都是朝着脑机接口的最终目标迈出的一小步。”

手术室内

乔舒亚·贝德森 (Joshua Bederson) 医生在西奈山医院准备手术。

阿什利·卡普特

贝德森 4 月份的手术并不是 Precision 公司第一次进行脑部扫描。事实上,这是该公司第 14 次将其脑部扫描阵列植入人类患者脑部。

Precision 一直与学术医疗中心和卫生系统合作,开展一系列首次人体临床研究。每项研究的目标各不相同,该公司于 3 月宣布与西奈山医院合作。

在西奈山,Precision 正在探索其阵列在临床环境中的不同应用,例如如何将其用于帮助在手术期间监测大脑。在这些手术中,贝德森等外科医生会将 Precision 的阵列暂时放在已经因医疗原因接受脑部手术的患者身上。

患者事先同意参与。

在进行这类手术时,神经外科医生用电极绘制脑信号图是常规做法。贝德森说,目前公认的做法是使用 4 到近 100 个电极,这与他准备测试的 4,096 个电极相差甚远。

桌子上展示着来自 Precision Neuroscience 的电极阵列。

阿什利·卡普特

Precision 的阵列仅在这些手术的一小部分中使用,因此 CNBC 于 4 月手术开始时就加入了手术室。

这位不愿透露姓名的患者当时正在睡觉。贝德森的团队已经切除了患者部分头骨,留下了一个大约信用卡大小的开口。Precision 的四个阵列被小心地摆放在附近的桌子上。

病人情况稳定后,Precision 的员工陆续进入手术室。他们帮忙将阵列以弧形固定在病人头部的开口周围,并将另一端的一捆捆长长的蓝色电线连接到装满设备和监视器的推车上。

Precision 联合创始人兼首席科学官本杰明·拉波波特博士静静地看着这一切。每一项重大手术都会带来一定的风险,但这位说话温和的神经外科医生的冷静态度从未动摇。他告诉 CNBC,每一个新病例都和上一个一样令人兴奋,尤其是因为公司仍在学习。

专家帮助设置 Precision Neuroscience 技术的线路。

阿什利·卡普特

当 Precision 的准备工作接近尾声时,贝德森进入了手术室。他帮助对设备做了最后的调整,然后手术室的顶灯被关掉了。

谈话声渐渐平息,只剩下低声的耳语。贝德森准备开始演讲了。

他首先小心地拉开一层称为硬脑膜的纤维膜,露出大脑表面。他将一条标准电极条放在组织上几分钟,然后就开始测试 Precision 的技术了。

贝德森用一把黄色的长刺刀钳,开始将 Precision 公司的所有四个电极阵列放到病人的大脑上。他很轻松地就把前两个电极阵列放到了病人的大脑上,但后两个电极阵列就稍微困难一些了。

Bederson 正在研究一小部分脑组织,这意味着阵列需要以合适的角度平放。作为参考,想象一下将四根卷尺的末端排列在一个大约橡皮筋大小的表面积内。这需要一点重新配置,但几分钟后,Bederson 就做到了。

病人大脑活动的实时渲染图在手术室里的 Precision 监视器上闪过。所有四个阵列都在工作。

在手术后的一次采访中,贝德森表示,同时放置所有四个阵列“很复杂”而且“有点尴尬”。从设计角度来看,他说,两个阵列的接触点是原来的两倍,或者阵列更长、间距更大,会更有帮助。

Bederson 将阵列比作意大利面条,这个描述很贴切。从 CNBC 的视角看,很难分辨出一个阵列在哪里结束,另一个阵列在哪里开始。

所有阵列都安放完毕并开始主动检测信号后,Precision 公司的 Rapoport 和他的团队就站在监视器旁​​,帮助监督数据收集。他说,这项研究是公司、医疗系统和患者共同努力的结果,而患者往往在这个阶段看不到这项技术的好处。

拉波波特说:“要推动这样的事情向前发展,需要一个村庄的共同努力。”

当贝德森开始切除肿瘤时,CNBC 离开了手术室,但他说手术进展顺利。由于手术是在大脑的那个部位进行的,病人醒来后感觉脚有些虚弱,但贝德森说他预计脚部将在三到四周内恢复。

Precision Neuroscience 的员工正在收集数据。

阿什利·卡普特

拉波波特 (Rapoport) 因在 Precision 医疗公司担任职务而出席了此次手术,但他对西奈山的手术室非常熟悉。

拉波波特是一名执业外科医生,担任西奈山伊坎医学院神经外科助理教授。拉波波特向贝德森汇报工作,贝德森表示,两人自拉波波特在威尔康奈尔医学院担任住院医生以来就互相认识。

竞争对手 BCI 公司 Synchron 的首席执行官 Thomas Oxley 博士也是 Bederson 的教员。Synchron 制造了一种类似支架的 BCI,可以插入患者的血管。截至 2 月初,该公司已将其系统植入 10 名人类患者体内。该公司还在努力获得 FDA 批准。

贝德森持有 Synchron 的股权,但他告诉 CNBC,他没有意识到这会对他参与 Synchron 团队的研究造成多大阻碍。他没有在 Precision 进行任何资金投资。

贝德森表示:“我真的不想在 Precision 拥有任何经济利益,因为我认为它有着同样光明的未来,而且我想尽快推进科学发展。”

拉波波特还于 2017 年帮助马斯克共同创立了 Neuralink,不过他于次年离开了公司。据报道,Neuralink 正在开发一种可直接插入脑组织的 BCI,该公司最近获得了为其第二名人类患者植入的批准 华尔街日报 周一。

随着 BCI 行业的热度上升,贝德森表示,未来几年,科学家对大脑的了解程度将“爆发式增长”。Precision 等公司才刚刚起步。

Joshua Bederson 博士帮助建立 Precision Neuroscience 的电极阵列。

阿什利·卡普特

贝德森说:“我真的觉得未来才是令人兴奋的地方。”

拉波波特表示,Precision 希望“在几个月内”获得 FDA 对其有线版系统的批准。他说,这个版本,也就是 CNBC 在手术室看到的,可以在医院环境或监护室中使用,每次使用时间最长可达 30 天。

Precision 的永久性植入物将以无线方式传输信号,并将经过 FDA 的单独审批程序。

拉波波特表示,Precision 希望在今年年底前为“几十名”患者植入有线版本的技术。他说,这些数据收集将使该公司对其实时解码运动和语音信号的能力“非常有信心”。

拉波波特说:“几年之内,我们就会有更加先进的技术。”

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#Neuralink #竞争对手 #Precision #Neuroscience #正在测试人脑植入物
2024-05-25 13:27:59

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