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在長三角神經科學主論壇上,腦虎科技面向科研市場正式發布智能化、共享化、可長期在體的電生理整體解決方案,包括柔性電極、科研手術機器人以及高通量神經信號采集系統,助力科研人員更精準、更高效、更便捷地開展實驗。

腦虎科技科研事業部負責人徐宜軍介紹,公司目前的科研方向聚焦在神經信號的長期穩定采集和智能分析層面。此次推出的高通量神經信號采集系統CereCube由硬件和軟件兩部分組成。硬件設備整體按照醫療器械要求設計,有效地保障使用的安全性,并具備采集Spike、LFP、ECoG、EEG、EMG等多種信號的能力。軟件部分是集智能化、自動化、共享化于一體的神經信號記錄分析軟件MindExplorer。

實現精準采集的一款模塊化、高性能、高通量的神經信號采集系統

柔性電極通過手術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題。針對此問題,腦虎科技推出自主研發的高通量神經信號采集系統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系統由神經信號處理器、神經信號放大器、神經信號記錄分析軟件、配套電源適配器及放大器連接線組成。最高配置配備8個放大器接口,每個接口可處理256通道信號。神經信號放大器(headstage)可選型號包括256通道記錄headstage、128通道記錄headstage。神經信號處理器和放大器通過纖細靈活的放大器連接線相連。

目前CereCube采集系統可適用的實驗動物范圍廣,包括靈長類、哺乳類、兩棲類、嚙齒類、魚類及昆蟲類等,也適用于多種研究領域,包括腦機接口、疾病與藥物機理研究等。

高效智能,高通量神經信號記錄和深度分析的軟件產品

現場演示的軟件產品名為MindExplorer,這是腦虎科技獨立開發的一款高通量神經信號記錄和深度分析的軟件產品。智能和共享是MindExplorer產品的兩大特色,采用先進的云邊端架構,具備高效的實驗管理功能,并支持數據云端同步儲存和分析。

MindExplorer可在線更改數據的采樣率(1～30kHz),可實時更改芯片的帶寬,并測量和實時查看每個通道的電極阻抗。除支持在線監控和記錄外,還支持離線回放和查看數據,可實現多人在各自的電腦上同時回放、查看和分析多組數據。

數據分析方面,MindExplorer能夠結合電極特征,智能選擇最優算法進行自動化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質量,自動排除不滿足基本指標的unit。

在實驗監控過程中,Event伴隨電生理信號顯示,研究者可以非常方便地實時判斷神經元的反應是否與Event相關。

針對令人擔憂的數據安全問題,MindExplorer采用非對稱加密技術對用戶登錄信息進行保護,而用戶原始數據則是采用變換域數字水印技術來進行透明鑒權,為研究者安全地共享數據提供最有力的保障。

具備高通量神經信號數據一鍵Sorting功能、Spike數據與Event的相關性等深入的數據分析功能、以及支持數據云端同步存儲和分析的數據共享功能,MindExplorer讓用戶擺脫繁瑣的軟硬件設置,專注于科研實驗。

能夠長期在體穩定記錄神經元動作電位的柔性電極

腦虎科技此次公開展示的柔性電極有兩類,一是柔性深部電極,能同時記錄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,可以實現記錄電生理信號的同時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、安全無毒,這些優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。

另一款是用于記錄ECoG信號的皮層電極。兩類電極都由mems工藝加工而成,能夠做到高密度、高通量,配備先進的后端封裝工藝,確保柔性電極的優秀性能。

電極適用的動物范圍廣、研究領域廣,可與AlphaOmega、Plexon、Blackrock、TDT、Intan等市面上絕大部分品牌的采集系統適配。

目前,腦虎科技已在全國多地開展業務布局,旨在為更多的科學家們打造高效的研究工具。2022年腦虎在不到一年的時間內收獲兩輪達數億融資,被資本看好的同時,也為腦虎提供了堅實的資金基礎,確?？蒲薪鉀Q方案的落地應用。

腦虎科技創始人兼首席科學家陶虎表示,未來腦虎將繼續完善科研產品矩陣,為科研工作者提供更加省時便捷的智能化科研工具。與此同時,腦虎還將加快推進醫療BCI產品的落地,助力科研和醫療各領域。據陶虎透露,今年7月,腦虎科技將攜最新柔性腦機接口成果亮相2023世界人工智能大會,敬請期待。