近日,中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì )感覺(jué)和運動(dòng)分會(huì )2023年學(xué)術(shù)會(huì )議暨第九屆亞洲疼痛研討會(huì )在蘇州成功舉行。會(huì )議聚集了海內外感覺(jué)和運動(dòng)領(lǐng)域基礎研究、臨床診療的科技工作者,臨床醫護人員以及學(xué)生等。腦虎科技攜科研BCI產(chǎn)品線(xiàn)下參展,為上述人員帶來(lái)一整套基礎研究工具和在體電生理解決方案。
在感覺(jué)和運動(dòng)領(lǐng)域的基礎研究和臨床診療中,科研人員常常會(huì )遇到信號采集不穩定、信號處理不到位、植入電極定位不準確、植入手術(shù)創(chuàng )傷大等問(wèn)題,腦虎科技此次展出的產(chǎn)品均可有效解決上述問(wèn)題,助力科研人員更精準、更高效、更便捷地開(kāi)展實(shí)驗工作。
能夠長(cháng)期在體穩定記錄神經(jīng)元動(dòng)作電位的柔性電極
針對信號采集精度不高、電極材料排異反應大等問(wèn)題,腦虎科技推出了兩類(lèi)柔性電極,一類(lèi)是柔性深部電極,能同時(shí)記錄Spike信號和LFP信號。多功能柔性電極配合蠶絲蛋白的植入方案,可以實(shí)現記錄電生理信號的同時(shí)給光和給藥等其它功能。蠶絲蛋白柔性電極具有良好的機械順應性、生物相容性、降解程度可控、安全無(wú)毒,這些優(yōu)勢極大地提高了腦機接口成功的概率,也為科研工作者提供了不可多得的研究工具。
另一類(lèi)是用于記錄ECoG信號的皮層電極。兩類(lèi)電極都由mems工藝加工而成,能夠做到高密度、高通量,配備先進(jìn)的后端封裝工藝,確保柔性電極的優(yōu)秀性能。
高精度、模塊化、易操作、可定制化的智能手術(shù)機器人
針對科研動(dòng)物實(shí)驗中,電極植入手術(shù)操作難、手術(shù)定位不準確等問(wèn)題,腦虎科技自主研發(fā)了一款智能手術(shù)機器人,可以基于標準大小鼠腦定位圖譜的3D腦區模型,最優(yōu)化計算手術(shù)路徑,實(shí)現“所想即所得”的定制化;雙目視覺(jué)識別定位結合360°全方位串聯(lián)機械臂,實(shí)現“所見(jiàn)即所達”的易操作;系統精度達200μm,最小步盡量50μm,實(shí)現可指定腦區的精準到位;統一接口快換裝置,自由切換顱鉆、植入儀、光纖、微型注射器。
高通量、高性能、高效智能的神經(jīng)信號采集系統
柔性電極通過(guò)手術(shù)機器人成功植入目標腦區后,研究者面臨如何采集信號和處理信號的問(wèn)題。針對此問(wèn)題,腦虎科技推出自主研發(fā)的高通量神經(jīng)信號采集系統CereCube。為配合高通量的柔性電極,CereCube目前最高可采集的信號通道數可達到2048通道。
CereCube系統由神經(jīng)信號處理器、神經(jīng)信號放大器、神經(jīng)信號記錄分析軟件、配套電源適配器及放大器連接線(xiàn)組成。最高配置配備8個(gè)放大器接口,每個(gè)接口可處理256通道信號。神經(jīng)信號放大器(headstage)可選型號包括256通道記錄headstage、128通道記錄headstage、64通道記錄headstage和16通道記錄/刺激headstage。神經(jīng)信號處理器和放大器通過(guò)纖細靈活的放大器連接線(xiàn)相連。
目前CereCube采集系統可適用的實(shí)驗動(dòng)物范圍廣,包括靈長(cháng)類(lèi)、哺乳類(lèi)、兩棲類(lèi)、嚙齒類(lèi)、魚(yú)類(lèi)及昆蟲(chóng)類(lèi)等,也適用于多種研究領(lǐng)域,包括腦機接口、疾病與藥物機理研究等。
針對實(shí)驗數據復雜多樣不易管理、實(shí)驗數據不安全等問(wèn)題,腦虎科技獨立開(kāi)發(fā)了一款高通量神經(jīng)信號記錄和深度分析的軟件產(chǎn)品MindExplorer。智能和共享是MindExplorer產(chǎn)品的兩大特色,采用先進(jìn)的云邊端架構,具備高效的實(shí)驗管理功能,并支持數據云端同步儲存和分析。
MindExplorer可在線(xiàn)更改數據的采樣率(1～30kHz),可實(shí)時(shí)更改芯片的帶寬,并測量和實(shí)時(shí)查看每個(gè)通道的電極阻抗。除支持在線(xiàn)監控和記錄外,還支持離線(xiàn)回放和查看數據,可實(shí)現多人在各自的電腦上同時(shí)回放、查看和分析多組數據。
數據分析方面,MindExplorer能夠結合電極特征,智能選擇最優(yōu)算法進(jìn)行自動(dòng)化Sorting。GPU的方案能夠極大提高Sorting速度,其常用配置比市面上的其它基于CPU的軟件最高可以提升100倍以上,并根據L-ratio等指標智能判斷Sorting出的unit質(zhì)量,自動(dòng)排除不滿(mǎn)足基本指標的unit。
在實(shí)驗監控過(guò)程中,Event伴隨電生理信號顯示,研究者可以非常方便地實(shí)時(shí)判斷神經(jīng)元的反應是否與Event相關(guān)。
針對令人擔憂(yōu)的數據安全問(wèn)題,MindExplorer采用非對稱(chēng)加密技術(shù)對用戶(hù)登錄信息進(jìn)行保護,而用戶(hù)原始數據則是采用變換域數字水印技術(shù)來(lái)進(jìn)行透明鑒權,為研究者安全地共享數據提供最有力的保障。
目前,腦虎科技已在全國多地開(kāi)展業(yè)務(wù)布局,旨在為更多的科學(xué)家們打造高效的研究工具。腦虎在不到一年的時(shí)間內收獲兩輪達數億元融資,被資本看好的同時(shí),也為腦虎提供了堅實(shí)的資金基礎,確?？蒲薪鉀Q方案的落地應用。
