在Neuralink公布其首位植入设备的志愿者遭遇脑内微细线头轻微移位的消息后不久，2024年5月，FDA再次为Neuralink的第二例人体临床研究亮起了“绿灯”。

自Neuralink诞生之初，埃隆·马斯克便雄心勃勃地预言，公司将在2020年末开启人类脑机接口植入的临床研究。三年后，这场备受瞩目的马斯克与美国FDA间的漫长博弈，随着植入设备临床研究的稳步推进而逐渐降温。

在Neuralink“一枝独秀”的聚光灯背后，有一家来自德国的植入式脑机接口企业CorTec同样于2024年5月获得美国FDA的研究性设备豁免（IDE）申请许可，并将于2024年Q3开展第一例人体植入手术。

相较于Neuralink让人类“只需通过意念”就能控制手机或电脑，CorTec的临床研究则是关注于“疾病治疗”，研究神经疾病的创新疗法。这项人体研究由华盛顿大学医学院（UWSOM）神经外科Jeffrey G. Ojemann教授团队与加州大学洛杉矶分校（UCLA）脑卒中神经病学家Steven C. Cramer教授团队领衔。该研究由美国国立卫生研究院（NIH）资助。

开发四种共计十余款植入电极，拥有定制化服务能力

马斯克曾多次公开表示，Neuralink的目标是“让盲人复明、让瘫痪者行走”，但从目前的进度看，虽然公司技术已跨越了人体植入的里程碑，但无论是通道数量、技术成熟度还是安全性，都距离治病救人相距甚远。

对比之下，CorTec研发的这款名为Brain Interchange System（BIS）的植入式脑机接口系统为中风康复治疗提供了一种创新解决方案，即使用皮质刺激来增强大脑可塑性。从解决方案的构成上来看，BIS由植入电极AirRay、外部无线通信设备以及带软件接口的外部计算机组成。

Brain Interchange System

图源：cortec-neuro.com

采集大脑电信号并提供刺激的植入式微电极是脑机交互的关键基础，电极的设计、材料选择，以及它们与大脑组织的相互作用都对脑机接口的性能有着显著影响。

虽然CorTec研发的植入电极AirRay在尺寸和通量等参数上与Neuralink的柔性微电极存在一定差距，但公司依然以其独特的优势赢得了美国FDA的IDE许可。这些优势可以概括为以下三点：

● 超精密激光加工技术，可生产小至25µm的电极丝

CorTec采用自研的超短脉冲激光微加工技术，可确保电极制造精度以及生产的可重复性，最小能够制作出25µm的电极丝，约为发丝截面尺寸的二分之一。

一方面，单个电极丝尺寸越小，对周围神经组织的机械损伤就越小，可降低长期免疫反应和瘢痕组织形成；另一方面这也意味着可以在有限的面积内更密集地部署电极，从而提高对神经元活动的记录精度和通量。

Neuralink对外公布的电极丝外径约为4～6µm，虽然二者在尺寸上仍存在差距，但尺寸最终是为具体的应用目标服务的，例如太小的电极可能无法满足特定刺激需求。并且，从商业化的加工精度和成本效益比来看，电极丝的尺寸同样不是越小越好。

● 形状与功能均可定制化设计，满足更多临床场景需求

CorTec通过改变AirRay的硅胶、派瑞林涂层（Parylene-C）或金属层厚度，可生产出更柔软或更坚硬的电极；此外，AirRay的标准电极材料采用铂铱合金和MP35N（镍钴铬钼合金），同时公司也可根据特殊需求提供其他材料。

基于以上性能和材料的灵活性，CorTec可以根据下游的要求，定制化设计并生产任何形状的植入电极，满足受技术产品制约发展的脑科学下游需求。例如为周围神经系统设计的神经袖带电极（Cuff Electrode）；为中枢神经系统设计的组合栅极和条形电极（Grid and Strip Electrodes）；用于皮下、脊髓内或深脑等位置的经皮电极（Percutaneous Electrodes）；为中枢神经系统设计的叶片电极（Paddle Electrodes）。

AirRay Grid and Strip Electrodes

图源：cortec-neuro.com

● 机械锁定设计，提高植入电极的安全性和手术可操作性

据Neuralink公布的首位人体试验的阶段性结果，N1的大部分接收信号的电极丝中85%都出现了移位脱落，只有约15%的电极丝在正常工作。这意味着N1能收集到的大脑信息在减少，控制也不如刚植入时那么灵敏。

虽然Neuralink最后通过修改解码神经元信号的算法，改进每秒位数（BPS）速率，使N1再回之前的状态，但如何避免再出现类似的问题同样至关重要。

为了保障患者安全以及植入物的长期效果，CorTec采用机械锁定设计，防止电极移位，确保与神经组织的稳定接触。此外，AirRay还具有良好的机械适应性，能够根据不同植入条件，调整自身的机械性能。这不仅简化了手术操作流程，而且确保电极即使在重复使用条件下，也能保持功能的完整性。

为疾病治疗提供闭环解决方案，“比Neuralink更进一步”

在过去30年间全球脑卒中患者人数、死亡或残疾人数几乎翻了一番。《柳叶刀-神经病学》联合世界卒中组织发布“减少全球脑卒中负担的实用性解决方案”指出，如果不采取紧急措施，到2050年，全球死于脑卒中的人数预计将增加50%，达到每年970万人。

所有的脑卒中患者，在经过急性期的治疗后或多或少会遗留一些功能残疾，即脑卒中后遗症。在目前医疗技术尚不能有效治愈的情况下，康复治疗尤为重要。更重要的是，30年前卒中患者主要期望能“活下来”。而现在，患者期望的不仅是“活下来”，还要活得有质量、有尊严。但不幸的是，在接受标准护理和康复治疗后，约50%的患者仍会遭受严重影响生活质量的后遗症。

面对患病人群数量大、增速快，但目前尚未有好的治疗手段的卒中康复需求，基于大脑可塑性的脑机接口恰好有希望完成补位，提高康复治疗的效果。

在两位教授的先前研究中，已证实虽然脑卒中不可避免地破坏了许多神经元，但同时大脑也拥有惊人的可塑力，通过精准电刺激与大脑神经振荡——特别是与β节律（13～30Hz）的同步，可以有效触发大脑可塑性的重构。

以Brain Interchange One为基础的创新康复疗法能够以特定电刺激来激发大脑神经“可塑性”，即大脑终身成长的底层机制，通过重新连接大脑皮质的神经网络来补偿并复原缺失的功能，例如恢复卒中患者的手部能力等。

具体而言，Brain Interchange One分为内部单元和外部单元。其中内部单元为植入电极和配套电子设备，用于放大、过滤和数字化脑电信号并提供电刺激；外部单元分为无线磁吸供电设备、无线通讯设备以及计算机。通信单元一般绑在患者的上臂或轮椅上；外部计算机则用于分析处理数据、决定刺激模式，并将命令发送至植入物。

Brain Interchange One

图源：cortec-neuro.com

几十年前诞生的初代“脑起搏器”，通过持续不断地刺激大脑的特定区域来治疗脑疾病，但无论患者状况如何变化，“脑起搏器”均以固定模式运作。这种“单向”治疗方式无法灵活及时地应对患者日常病情波动，因此治疗效果有时并不尽如人意，并常伴有副作用。

Brain Interchange One所构建的闭环系统旨在不断地对患者身体反馈进行监测，独立地分析收集到数据，分析大脑活动，并据此精确计算后，实施个性化的电刺激治疗，即使刺激模式能够智能化地动态适应患者的即时需求。这种闭环疗法可为患者带来更为精准化、个性化的治疗方案，规避不必要刺激所引发的副作用。

这也是为什么CorTec CEO兼创始人Jörn Rickert博士曾在公开采访中表示：“相较于Neuralink，CorTec的技术产品更进一步，因为CorTec的技术已经过广泛测试并已批量生产。”

源自高校的科研成果转化，单价数百美金并已完成量产

CorTec最早起源于德国弗赖堡大学的科研成果，目前拥有员工约60人，于2016年完成了B轮融资。在向市场推出植入式电极产品前，团队已有约十年的研究基础。2019年CorTec正式获得了美国FDA的批准，并按照ISO 14644-1标准建立了洁净车间，产品也取得了ISO13485认证。

作为全面的植入式脑机接口供应商，CorTec的各类植入式电极以及配套设备可在Chamfr Shop进行公开获取，单价从几百美元到上千美元不等。

CorTec的闭环解决方案也被用于开发新神经疗法的大量项目中，如大脑的神经系统疾病如癫痫、阿尔茨海默病、精神分裂症和抑郁症等，甚至是糖尿病。

在糖尿病管理中，颈动脉体的作用尤为关键。研究表明，当颈窦神经——这些感受器的神经通路被切断时，身体调节低血糖的能力会受到影响，导致低血糖症的风险增加。

葛兰素史克、谷歌联合创办的Galvani Bioelectronics与里斯本大学合作，利用CorTec的AirRay柔性袖带电极，对颈窦神经中的信号进行了精细的电生理监测。研究结果揭示，胰岛素及其引起的低血糖状态能够激活颈窦神经，进而激发交感神经系统，引发一系列生理反应，包括呼吸频率的增加、心率和血压的显著变化。

在CorTec支持下，颈动脉有望成为治疗糖尿病、心血管疾病等众多疾病的“新靶点”，造福更多患者。

类似的合作案例在CorTec官网还有很多，正如CorTec给自己的定位一样“To enable communication with the nervous system – for the cure of diseases”。脑机接口未来的市场潜力已无需赘述，在底层工具支持下，脑科学研究将逐渐提速，未来越来越多的疾病也将被治愈或被更好地治愈，但我们也不能忘记，如何使脑机接口及其疗法普及普惠，促进行业的共同繁荣，而不是“曲高和寡”，这才是科学研究最初也是最终的目的，即造福更多患者。