通过颈静脉植入的支架电极——Synchron的"微创"BCI路线,与Neuralink的开颅路线有何不同
图:血管内BCI通过导管将支架电极经静脉送入脑部血管,无需开颅手术,是侵入式BCI中微创性最高的路线之一
提到脑机接口植入,人们首先想到的往往是Neuralink——开颅、在大脑皮层插入数百根细丝、精密手术机器人操作。但有一家美国公司Synchron走了一条完全不同的路:不开颅,通过腿部或颈部的血管,像放心脏支架一样把电极送入脑部血管。这条"血管内脑机接口"路线,正在成为侵入式BCI中不可忽视的一支力量。本文将深度分析Stentrode血管内BCI的技术原理、产业进展和竞争格局。
Stentrode核心参数:
· 植入方式:经导管从颈静脉送入上矢状窦(大脑顶部大血管)
· 电极数量:一代16个薄膜铂铱电极
· 支架材料:自膨胀镍钛诺支架
· 手术时间:约20分钟至2小时
· 住院时间:通常1-2天出院
· 信号类型:局部场电位(LFP)和高伽马活动
· 外部设备:皮下胸部发射器,无线传输信号
Stentrode(支架电极)是Synchron公司开发的全球首个血管内脑机接口。它的设计灵感来自血管支架——一种自膨胀镍钛诺网状支架,表面嵌入了薄膜铂铱电极。手术时,医生像做心脏支架手术一样,通过导管将Stentrode从颈静脉送入,最终停留在大脑顶部的上矢状窦中——这根大血管恰好紧邻负责运动的大脑皮层。
支架释放后自动膨胀,贴在血管壁上,电极隔着血管壁记录附近运动皮层的神经活动。采集到的信号通过导线传到埋在胸部皮下的发射器,再无线传到外部设备。整个过程不需要打开颅骨,不需要脑组织穿刺,利用的是已经非常成熟的血管介入技术。
| 维度 | Synchron Stentrode(血管内) | Neuralink N1(皮层内) |
|---|---|---|
| 植入方式 | 经颈静脉导管,不开颅 | 开颅手术,机器人植入细丝 |
| 电极数量 | 16个 | 1024个(128丝×8) |
| 信号分辨率 | 局部场电位(较低) | 单神经元放电(最高) |
| 手术时间 | 20分钟-2小时 | 数小时精密手术 |
| 住院时间 | 1-2天 | 更长恢复周期 |
| 手术风险 | 血管介入常规风险 | 开颅/感染/出血风险 |
| 信号带宽 | 较低(16通道) | 高(1024通道) |
| 适用任务 | 光标控制、发短信 | 光标、写字、游戏 |
两条路线是典型的"分辨率vs安全性"权衡:Neuralink选择高分辨率——在大脑皮层内插入1024个电极,能记录单个神经元放电,但需要开颅手术;Synchron选择高安全性——利用血管介入技术,电极只有16个、信号分辨率较低,但手术微创、住院时间短。
Synchron刻意选择了16通道而非追求1024通道——用较低的信号保真度,换取基于每年数百万台常规血管介入手术的安全性和可推广性。
Synchron已在澳大利亚和美国完成了10例瘫痪患者的Stentrode植入,验证了安全性和基本功能。患者可以通过意念控制数字设备、发短信、操作光标。
Synchron计划于2026年启动关键性临床试验(Pivotal Trial),目标是成为首个获得FDA批准上市的运动功能恢复植入式BCI。如果成功,Stentrode将走在Neuralink前面拿到商业许可。
2026年6月,Synchron在旧金山神经技术峰会上发布了Stentrode Home Edition,这是首个获得商用授权的BCI系统,允许严重运动障碍患者(包括渐冻症和脊髓损伤患者)在监督下在家独立使用,不再局限于临床试验环境。
Synchron的投资者阵容堪称豪华——微软创始人比尔·盖茨、亚马逊创始人贝索斯、PayPal创始人彼得·蒂尔等都参与了投资。2025年11月,Synchron获得2亿美元融资用于推进Stentrode平台商业化。贝索斯曾公开表示,脑机接口是他认为"值得下注的未来技术"之一。
微软的投资尤其值得关注——Synchron的BCI系统与Windows系统深度集成,患者可以通过意念操作电脑。这种科技巨头与BCI公司的结合,暗示了BCI作为下一代计算平台的愿景。
优势:
· 微创安全:利用成熟的血管介入技术,不需要开颅,手术风险远低于皮层内电极
· 可推广性强:血管介入手术在全球各大医院都能做,不需要像Neuralink那样专用手术机器人和神经外科团队
· 住院时间短:1-2天即可出院,患者负担小
· 无脑组织损伤:电极在血管内,不接触脑组织,长期生物相容性风险更低
局限:
· 通道数少:一代仅16通道,信号分辨率有限,难以完成精细操作
· 位置受限:电极只能放在脑血管附近,无法自由选择脑区
· 信号经血管壁衰减:隔着血管壁记录信号,保真度不如直接接触皮层
· 血管条件限制:不是所有患者的脑血管都适合放置支架
· 长期稳定性待验证:支架在血管内的长期通畅率和信号稳定性还需多年数据
通道数提升:下一代Stentrode正在增加电极数量,从16通道向更高通道数演进,同时保持血管内植入的微创优势。
多位置部署:未来血管内电极可能不仅放在运动皮层附近,还可以通过不同脑血管覆盖更多脑区,实现多功能BCI。
国内跟进:中国也在探索血管内BCI路线。随着介入神经放射学的成熟和BCI需求增长,血管内路线有望成为国内侵入式BCI的一个差异化方向。
从辅助到增强:目前血管内BCI主要用于瘫痪患者的通信辅助。未来随着通道数提升,可能扩展到运动康复、神经调控等更多应用。
当Neuralink用开颅手术和1024电极追求极致信号分辨率时,Synchron用心脏支架技术和16个电极选择了另一条路——让BCI植入像放支架一样常规、安全、可推广。这不是技术上的妥协,而是商业化策略上的精明:在BCI商业化早期,"安全可推广"可能比"高分辨率"更重要——因为如果患者不敢植入、医院做不了手术,再好的信号也无法变成产品。血管内BCI能否成为主流,取决于它能否在保持微创优势的同时提升信号分辨率。但至少它证明了一件事:脑机接口不只有开颅这一条路。
参考资料:Neurotech News、The Robotics Media、BCI Intelligence、Sacra、AI Wiki、Medical Device Network、Auctores等公开资料
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