通过脑机接口，用意念直接控制机器、实现交互，在科幻电影里很常见。但现实中，电光火石间，大脑上百亿个神经元传导的信号，如何采集、解析，都是科学家们正在攻关的难题。
基于在神经界面领域的积累，「阶梯医疗」（全称：上海阶梯医疗科技有限公司）于01年8月成立。据悉，其创始人赵郑拓系90后，博士毕业于德克萨斯大学奥斯汀分校生物医学工程专业，现在国内一知名科研机构任博士生导师。
阶梯医疗聚焦植入式脑机接口系统的开发，自主研发包括无线脑电记录系统、刺激系统、手术植入机器人等医疗产品，以解决各类原因导致的运动功能障碍、重度难治性神经与精神类疾病等临床难点。目前，由赵郑拓博士带领的科研团队已启动柔性电极术外埋植安全性、有效性的临床试验。
除了临床疗法的开发，阶梯医疗将推出的多系统适配电极板，搭载了超柔性微纳电极；产品拟于今年上市商业化，主要面向神经科学/脑科学研究团队、医院临床科研、脑机接口相关应用厂商等。“为了构建中国植入式脑机接口的科研生态，我们希望超柔性电极技术先应用起来，支持研究团队开发更具应用价值的脑机接口产品，”赵郑拓在接受36氪专访时表示。
植入大脑中的超柔性微纳电极
“脑机接口，是有望打开人类和机器的接口，能够让人脑和机器直接进行交互，”赵郑拓将直接与大脑接触的神经界面（又称神经电极），比喻为脑机接口中的前哨，也是该领域的卡脖子技术。神经电极的研发，要平衡解决植入尺寸、生物相容性、信号通道带宽、记录与刺激稳定等一系列问题。
为采集大脑神经元的信号，一种方法是在大脑中植入电极。早年电极以金属、硅基等硬质材料为主，但大脑组织柔性很高；将电极植入大脑，就像“把针插入一盒豆腐”，一旦人体运动起来，必然会产生明显的排异反应，使得最终电极被瘢痕包覆，导致记录损失。
因此，科学家们早在十几年前就提出了“柔性电极”的概念。将电极材料换成柔性比较高的高分子聚合物后，表现确实优于之前的金属、硅基电极，但常规柔性电极的杨氏模量仍然远高于脑组织，且存在尺寸过大的问题，植入后会存在短期或长期的免疫反应，导致电极记录和刺激的不稳定。
但是，现有神经电极的通量和尺寸之间是联动关系，通量低时，能记录的神经信号规模有限，表征大脑真实活动和意图的信息量就有限；而提高通量带宽，难免要排布更多电极，导致神经界面组织占比的增大。
为了破解这一难题，赵郑拓团队采用超柔性电极设计方案：在材料本身柔性很难进一步降低的情况下，通过降低电极厚度，来降低弯曲应力。现在阶梯医疗超柔性电极的弯曲应力，达到了细胞和细胞间作用力的量级，使细胞难以“感知”周围神经电极的存在，从而形成没有免疫瘢痕的神经电极界面，以实现稳定的记录和刺激。
具体而言，一方面，是通过先进的微纳加工工艺，将电极做到细胞尺寸，即一根头发丝的1/—1/00。“这样的超柔性电极植入大脑后，侵入性是微乎其微的。我有一个demo是在1立方毫米的体积内，排布了近60个电极丝，有上千个信号采集通道。但评估它的侵入性，排开组织的体积，只有0.1%，对脑组织影响很小，”赵郑拓解释道。
除了电极尺寸降低带来的柔性，还需要强大的后端电子系统，放大微弱的神经信号，把高带宽的信息实时传输出去。神经元信号的发放速度非常快，“一个神经元的发放是毫秒，要很好地描绘毫秒的波形信息，需要40个采样点；这意味着采样率很高，也意味着单个通道采集的信息量非常大，因此也需要在后端发力，从应用角度，将超柔性电极的带宽提高到一个高水平，以更多、更实时地从大脑中采集有效信息，并实现精细化、高维度信息的解码和应用。”
据赵郑拓介绍，基于高通量超柔性微纳电极，其最新的工作中已实现最高通道信号记录的无免疫瘢痕植入，空间采样密度达通道/立方毫米，埋植超过天以上，仍能稳定采集脑电波信号。
脑机接口的“倒金字塔模型”
在国际上，马斯克团队发起的侵入式脑机接口公司Neuralink，发展一直备受
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