(封面由AI生成)
“未来的人类,不再是生物的终点,而是进化的开端。”
《CyborgIN》:CyberDaily关于脑机接口-仿生义肢-赛博格的子栏目。
如果把大脑比作一座正在高速运转的城市,记忆并不住在某一栋楼里。它更像是多个城区之间不断协同的交通系统:信息在不同脑区之间流动、整合,才形成记忆。
Nia Therapeutics 在上个月发表在《Brain Stimulation》上的一项研究,正是围绕这一点展开。他们希望用一套真正理解“大脑状态”的植入式脑机接口,在合适的时刻介入,帮助记忆更好地形成。
这家公司公布的是其智能神经刺激系统(Smart Neurostimulation System,SNS)的首次体内验证结果。SNS 是一种全植入、无线运行的脑机接口,目标不仅是简单的刺激大脑,更深层的意义会死建一个闭环系统:先听懂大脑在说什么,再决定要不要,以及如何刺激。
先理解大脑,再决定是否刺激
传统的脑刺激设备,大多遵循一种相对简单的逻辑:在固定脑区、以固定或半固定参数持续刺激,或者根据单一信号阈值进行调节。这种方式在癫痫、帕金森病等疾病中行之有效,因为症状往往由相对局部、可识别的异常信号触发。
记忆的情况复杂得多。神经科学研究显示,记忆编码和回忆涉及多个脑区的协同活动,信号分散、动态变化,没有一个总开关。
SNS 的工作方式,可以理解为三步:
01.广泛监听,系统同时从四个脑区采集神经信号,共 60 个通道。这一规模明显高于目前已商业化的植入设备,使其能够观察分布式神经网络的整体状态,而不是单点信号。
02.实时判断状态,采集到的信号会被送入机器学习模型,系统持续判断大脑当前处于什么状态,例如是否处在不利于记忆形成的“低效编码状态”。
03.在关键时刻介入,当系统识别出“记忆可能记不住”的状态时,才会触发短暂、参数可控的电刺激,尝试把神经活动推回更有利于记忆形成的轨道。
在动物体内,验证这套机制能长期稳定运行
在此次发表的研究中,研究团队将 SNS 植入三只自由活动的绵羊体内,进行了长期测试。结果显示,这套系统在几个关键环节上表现稳定:
- 状态识别可靠:基于神经信号,机器学习模型能够高精度区分动物的行为状态,且性能在整个植入周期内保持一致。
- 刺激效果可控:研究人员系统性调整刺激参数后,观察到大脑 α 波和 γ 波活动出现明确、可预测的变化,说明刺激确实在按预期影响神经活动。
- 生物相容性良好:组织学检查未发现明显不良反应,其安全性水平与现有商业化植入导线相当。
这些结果证明,SNS 具备长期记录、分析和干预分布式脑活动的工程基础。
这条技术路线从哪里来
Nia 的方案并非凭空提出。其核心思想源自一系列由 DARPA 和 NIH 资助的人体研究。此前,研究团队在数百名癫痫患者中,利用研究级设备记录颅内信号,并让受试者完成记忆任务。
这些研究发现,算法可以在学习过程中实时预测哪些信息更可能被记住。更进一步的实验表明,当系统判断当前处于“记忆编码效果较差”的状态,并在这一刻给予短暂刺激,受试者的记忆表现会出现显著提升;随机刺激则没有类似效果。
当时的限制在于,这些系统并不适合长期植入。SNS 的意义,在于把这套“理解大脑—判断时机—精准刺激”的逻辑,真正做进一个可长期使用的植入设备中。
和 Neuralink 有什么不同?
Nia 的 SNS 经常会被拿来与 Neuralink 对比,但两者的技术目标和设计取向差异明显。
从目标看,Nia 聚焦于明确的临床问题,尤其是记忆障碍,希望直接改善认知功能。Neuralink 的愿景更偏向通用型脑机接口,覆盖高带宽脑信号采集、人机交互(最终可以控制Optimus人形机器人),以及更远期的增强型应用(增强人类/Cyborg)。
从信号策略看,Nia 强调多脑区、分布式网络的长期监测,用于识别复杂脑状态。Neuralink 以高密度电极阵列为特色,追求更高分辨率的单神经元级信号,重点在“读写能力”的上限。
从刺激逻辑看,Nia 的核心是“状态驱动刺激”,只有在特定脑状态下才介入,刺激本身是手段。Neuralink 目前公开的信息中,更侧重信号采集与接口能力,闭环治疗应用仍在逐步探索中。
简单来说,Nia 更像是在做一台懂记忆机制的治疗设备,Neuralink 更像是在打造一套通用大脑接口平台。
面向尚未被真正解决的临床需求
在现实医疗中,记忆障碍是创伤性脑损伤和衰老过程中最常见、也最难逆转的问题之一。即便是最新的阿尔茨海默病药物,也主要作用于病程进展,对已受损的记忆功能帮助有限。
Nia 的策略,试图从功能层面切入,通过神经调控改善“当下的记忆表现”。公司目前正准备首次人体试验,计划于 2026 年提交监管申请,首批研究对象将是因中度至重度脑外伤而出现记忆障碍的患者。
从这次发表的研究来看,SNS 并未承诺治愈记忆,而是在技术层面回答了一个更基础的问题:脑机接口是否可以长期、稳定地理解大脑状态,并在合适的时间点进行干预。只有这一步可行,才有可能真正打开记忆闭环治疗的大门。
关于Nia Therapeutics
致力于恢复记忆,帮助人们重建生活。公司成立于2018年,源于宾夕法尼亚大学的研究成果,专注于开发基于脑刺激的记忆疗法。
2003-2014:开展描述人类记忆功能相关大脑信号的基础科学研究。
2014:DARPA“恢复主动记忆”项目启动,旨在开发个性化脑刺激疗法。
2018:首次利用外部原型系统演示个性化神经刺激改善人类记忆力;同年公司成立,并从宾夕法尼亚大学获得专利算法许可。
2019:获得用于大脑感应和刺激的专利ASIC技术。
2023:首次在有创伤性脑损伤(TBI)病史的患者中展示改善记忆力的表现。
2024:首次在绵羊身上成功进行SNS设备的临床前演示。
2050年的一天早晨
(视频AI生成)