脑虎科技高通量神经信号采集系统首次亮相 助力科研和医疗各领域

在长三角神经科学主论坛上,脑虎科技面向科研市场正式发布智能化、共享化、可长期在体的电生理整体解决方案,包括柔性电极、科研手术机器人以及高通量神经信号采集系统,助力科研人员更精准、更高效、更便捷地开展实验。

脑虎科技科研事业部负责人徐宜军介绍,公司目前的科研方向聚焦在神经信号的长期稳定采集和智能分析层面。此次推出的高通量神经信号采集系统CereCube由硬件和软件两部分组成。硬件设备整体按照医疗器械要求设计,有效地保障使用的安全性,并具备采集Spike、LFP、ECoG、EEG、EMG等多种信号的能力。软件部分是集智能化、自动化、共享化于一体的神经信号记录分析软件MindExplorer。

实现精准采集的一款模块化、高性能、高通量的神经信号采集系统

柔性电极通过手术机器人成功植入目标脑区后,研究者面临如何采集信号和处理信号的问题。针对此问题,脑虎科技推出自主研发的高通量神经信号采集系统CereCube。为配合高通量的柔性电极,CereCube目前最高可采集的信号通道数可达到2048通道。

CereCube系统由神经信号处理器、神经信号放大器、神经信号记录分析软件、配套电源适配器及放大器连接线组成。最高配置配备8个放大器接口,每个接口可处理256通道信号。神经信号放大器(headstage)可选型号包括256通道记录headstage、128通道记录headstage。神经信号处理器和放大器通过纤细灵活的放大器连接线相连。

目前CereCube采集系统可适用的实验动物范围广,包括灵长类、哺乳类、两栖类、啮齿类、鱼类及昆虫类等,也适用于多种研究领域,包括脑机接口、疾病与药物机理研究等。

高效智能,高通量神经信号记录和深度分析的软件产品

现场演示的软件产品名为MindExplorer,这是脑虎科技独立开发的一款高通量神经信号记录和深度分析的软件产品。智能和共享是MindExplorer产品的两大特色,采用先进的云边端架构,具备高效的实验管理功能,并支持数据云端同步储存和分析。

MindExplorer可在线更改数据的采样率(1～30kHz),可实时更改芯片的带宽,并测量和实时查看每个通道的电极阻抗。除支持在线监控和记录外,还支持离线回放和查看数据,可实现多人在各自的电脑上同时回放、查看和分析多组数据。

数据分析方面,MindExplorer能够结合电极特征,智能选择最优算法进行自动化Sorting。GPU的方案能够极大提高Sorting速度,其常用配置比市面上的其它基于CPU的软件最高可以提升100倍以上,并根据L-ratio等指标智能判断Sorting出的unit质量,自动排除不满足基本指标的unit。

在实验监控过程中,Event伴随电生理信号显示,研究者可以非常方便地实时判断神经元的反应是否与Event相关。

针对令人担忧的数据安全问题,MindExplorer采用非对称加密技术对用户登录信息进行保护,而用户原始数据则是采用变换域数字水印技术来进行透明鉴权,为研究者安全地共享数据提供最有力的保障。

具备高通量神经信号数据一键Sorting功能、Spike数据与Event的相关性等深入的数据分析功能、以及支持数据云端同步存储和分析的数据共享功能,MindExplorer让用户摆脱繁琐的软硬件设置,专注于科研实验。

能够长期在体稳定记录神经元动作电位的柔性电极

脑虎科技此次公开展示的柔性电极有两类,一是柔性深部电极,能同时记录Spike信号和LFP信号。多功能柔性电极配合蚕丝蛋白的植入方案,可以实现记录电生理信号的同时给光和给药等其它功能。蚕丝蛋白柔性电极具有良好的机械顺应性、生物相容性、降解程度可控、安全无毒,这些优势极大地提高了脑机接口成功的概率,也为科研工作者提供了不可多得的研究工具。

另一款是用于记录ECoG信号的皮层电极。两类电极都由mems工艺加工而成,能够做到高密度、高通量,配备先进的后端封装工艺,确保柔性电极的优秀性能。

电极适用的动物范围广、研究领域广,可与AlphaOmega、Plexon、Blackrock、TDT、Intan等市面上绝大部分品牌的采集系统适配。

目前,脑虎科技已在全国多地开展业务布局,旨在为更多的科学家们打造高效的研究工具。2022年脑虎在不到一年的时间内收获两轮达数亿融资,被资本看好的同时,也为脑虎提供了坚实的资金基础,确保科研解决方案的落地应用。

脑虎科技创始人兼首席科学家陶虎表示,未来脑虎将继续完善科研产品矩阵,为科研工作者提供更加省时便捷的智能化科研工具。与此同时,脑虎还将加快推进医疗BCI产品的落地,助力科研和医疗各领域。据陶虎透露,今年7月,脑虎科技将携最新柔性脑机接口成果亮相2023世界人工智能大会,敬请期待。