生物医药

掌握核心技术 探秘大脑磁场

​一、大脑的奥秘

各位同学,大家好!

当你们仰望星空,感受宇宙的浩瀚时,可曾想过人类最神秘的宇宙其实就在我们的头颅之内?人体大脑有近千亿个神经元,百万亿个突触连接,就好像宇宙中的星辰一样,其复杂程度远超人类现有的任何超级计算机。正是因为大脑如此复杂精密,脑科学一直被视为生命科学领域皇冠上的明珠。

当前,脑疾病已成为全球公共卫生的重大挑战。世界卫生组织数据显示,全球超30亿人患有神经系统疾病,每年造成的经济负担高达上万亿美元。近年来,脑科学和脑机接口取得了快速的科研突破,2024年,全球首例人类大脑设备植入手术取得成功。今天,一些曾经只能在科幻小说、电影里出现的故事,在脑机接口技术不断发展的形势下,仿佛正在变成现实。作为90后科技工作者,我深知肩上的责任:核心技术必须掌握在自己手中。

我是盛经纬,一名用量子技术"观测"大脑的科技创业者,在过去的15年,我与团队专注于一项听起来像科幻的技术——量子脑磁探测。我们捕捉地球磁场十亿分之一的脑磁场信号,相当于在台风中识别一片落叶落地的震动。但这不是科幻故事,而是中国人“干出来”的现实:从实验室样机到服务全国顶尖机构的产品,我们走过了无数个通宵达旦的夜晚。我深刻地体会到,社会主义科技创新之路不是写在纸上的华丽辞藻,而日日夜夜一点一滴“干”出来的千秋伟业。

今天,我将和大家分享我求学、科研、创业的故事,这不仅是我个人的成长故事,更是一代人用青春和热血书写的时代篇章。

二、走上脑科学创业之路

十几年前,脑机接口还是一个非常前沿的话题,当时从科研到产业更多聚焦的是脑疾病到脑科学的成像和研究,这也是我主要的研究方向。我本科专业是核物理,促使我转而投身医学领域的契机,是学生时代在残联学校担任志愿者时的经历,那时接触到的残疾儿童,让我深切体会到先天疾病给生命带来的缺憾;此后,在一些见习工作中服务到的自闭症儿童及阿尔兹海默症老人,更让我深切体会到脑疾病给人类带来的痛苦和负担。因此,在选择深造方向时,我了解到医学影像的发展,能让物理技术真正落地为“看得见、摸得着”的工具,而医工结合的创新能为人类生命健康事业带来切实福祉。从那时起,我便坚定地将研究重心落在脑医学成像领域,选择了医学物理这一方向。

在北大攻读博士期间,我的导师对我的职业选择也产生了深远影响。当时,神经电流磁场探测是课题组内最难的方向,脑磁成像技术被欧美垄断,一台进口设备售价数千万元,关键技术参数对我们保密。我们常在黑暗中摸索:为捕捉到理想信号,我在读博期间焊接电路、调配试剂、解剖大鼠、跟台临床手术、调试代码,在实验室屡屡工作到深夜,时常一边调试设备,一边拿自己当作受试者,有一次实验做到了凌晨四点钟,走出门外才发现燕园里下过了一场大雪。

也正是在这样的日复一日中取得了一些欣喜的成果,我们团队在实验室用自主研制的设备成功捕获首例人脑磁场信号,我也作为第一完成作者发表了中国首篇自主脑磁探测的研究成果,这个突破让我们获得了国家基金委重大仪器专项的支持,并完成了中国首个脑磁图的样机。

虽然在科研端取得了不错的进展,但在临近毕业时,我面临了人生的一次重大抉择:是国外顶尖实验室的邀请函,还是国内科研院所的稳定职位?导师跟我的一番促膝长谈点醒了我。他说他尽管在Science Nature顶级期刊发表过了有影响力的文章,但是最大的缺憾是,这些科研都是用国外的设备做出来的,我们还没能做出过硬的民族产品。导师的激励让身为90后的我意识到:我们这一代人同样也肩负着国家与民族的使命,也让我下定决心:必须把技术从实验室带向产业。经过反复思考,我最终放弃了稳定工作,选择了创业之路。

三、实现全球首个无液氦脑磁图产品临床准入

然而创业不是浪漫的冒险,而是千锤百炼的实干。走上创业之路我才发现,从科研样机到成熟产品,是从“百里挑一”到“百例不能错一”的跨越。企业经营不同于技术研发,除了攻克技术难关,更要应对人员、资金、市场等多重挑战。创业初期,踩过很多坑、碰过很多壁,在拿到第一笔融资之前的一年半时间里,我没有领过一分薪水,借用他人场地办公,甚至还蹭住师兄弟的宿舍。我深深体会到,创业不能只靠谋生之需,更需要信念的支撑。

在核心技术的早期攻关中,我亲自参与电子、机械、医学等多学科交叉的设计与集成,哪怕是拧螺丝、搬设备、现场勘测,我都坚持一线实操。我坚信,实践才能出真知,任何成功绝不是空中楼阁,正如我开发的医疗器械一样——每一道工序、每一次打磨,都需要用双手、智慧与坚韧不渝的信念,是千辛万苦“干”出来的。

在这里,我想着重跟大家分享我们“干”出来的三件“宝”:小盒子、小房子、“大”证书。

小盒子——自主可控的“心”脏。大家看,这枚指尖大小的黑色“小盒子”,就是我们自主研发的量子传感器,它可以探测到远低于地球十亿分之一的脑磁场,我们的团队经过十年的努力,将这样一个传感单元,从物理学实验室的一张桌子大小的仪器平台,不断的缩小,现在成为了这么小的一枚传感器。它里面由上百个细分元器件组成,真正意义上算是我们脑磁图设备的“心脏”。就这么一个小设备,外国公司销售的价格高达1万美金,甚至在特殊型号上还对中国禁运。值得骄傲的是,经过我们的努力,里面部件全是由国产的工序来完成的加工封装,甚至绝大部分产线都是依靠国产供应从0到1建立起来的,我们真正做到了这个核心器件的全自主可控。

小房子——破旧立新的温暖。在脑磁图整机设备开发过程中,我们同样面临着思维定式的打破和行业的重新定义。鉴于脑磁场信号的微弱性,行业一般都要建造庞大笨重的屏蔽室来做信号屏蔽,这样在临床的使用过程中不仅制约了操作,造价还相当高昂、对场地承重等要求也非常高,不利于产品推广。我们从临床的操作习惯和物理建模仿真出发,在行业里率先采用了舱式屏蔽,替代了传统的屏蔽室,并攻克了开放式屏蔽的难关,让病人不再被关在冷冰冰房间,临床医生和病人家属可以在设备旁陪伴,这样的集成创新,让我们的设备更灵活、更可及,也体现了医疗从临床和患者出发的温度。

“大”证书——跨越“死亡之谷”的里程碑。医药和医疗器械关乎人民生命健康,审批要求极为严格,从原型机到获批上市的产品,横亘着科技成果转化的“死亡之谷”,工程化、可靠性验证、临床试验和注册审评,每一步都如同攀登险峰。最艰难时,团队在公司闭环攻坚,争分夺秒!这也让我意识到,一个产品的开发,不能只依靠一个人的单打独斗,而是靠一群人的努力才能达成。就是这样前仆后继的一千多个日夜,最终换来那张沉甸甸的医疗器械注册证。虽然过程艰辛,但我们可以自豪地说,这张医疗器械注册证是全球首个同类技术的产品临床准入,同时设备的核心零部件实现完全国产化,解决了关键技术长期被“卡脖子”的难点,技术参数达到国际领先水平。获批那一刻,全公司自发的掌声让我无比感动:这不仅是技术突破,更是团队的胜利,它标志着我国在高端医疗器械的细分新赛道上实现了产业的弯道超车。是“让国产高端器械不再受制于人,让更多患者用得起、用得上”的信念,支撑着我们咬紧牙关,一遍遍优化设计、完善文档、沟通专家,最终获得了这一认可和荣誉。

这款无液氦脑磁图设备的成功,不仅在于技术突破,更在于它切实解决了临床痛点。它能够精准捕捉毫秒级的神经信号,为癫痫病灶定位、神经解码等提供了全新解决方案;其国产化突破使成本大幅降低,无需液氦和重型屏蔽室,让更多医院能够开展此类高端检查。手握这张“大”证书,承载着自主“心”脏与温暖“小房子”的设备,终于可以真正服务于临床和科研!

回顾这段历程,我最深刻的体会是:科技创新是团队共同的奋斗;是解决真实世界的问题。当看到医生凭借我们的技术更精准地诊治患者,当听到患儿家长因明确诊断而放下焦虑,我们更加坚信——科技创新的价值,在于为每一个生命争取希望。

如今,我和团队将继续深耕脑科学领域,推动脑机接口等前沿技术走向临床应用。前路依然漫长,但我们将始终秉持“从临床中来,到临床中去”的理念,坚持核心技术自主创新,让精准医疗惠及更多患者,为健康中国建设贡献一份力量。

站在新的起点,我们开始了更丰富的临床和脑机交互应用,在医院,我们看到了使用我们设备定位的癫痫患者病灶,并指导了手术和各类治疗的过程。在研究机构,我们的设备帮助神经科学家在不损伤大脑的前提下,观察脑部的动态活动,为人类理解大脑提供重要工具。甚至,我们还探索“读心术”,期望未来可以更好地帮助残障患者与外界交流,实现阿凡达一样的“意念控制”。我们相信,大脑这个灿烂星辰,值得我们花更长的时间去做极致探索。

各位同学,我的求学和创业经历教会了我,核心技术必须牢牢把握在中国人自己手里,才不会受制于人。无论从事任何学科或行业,创新路上没有捷径,每个突破的背后是上千次失败。我希望大家在学习和工作中,认真对待每一个实验、每一个数据、每一篇论文,勇于探索、敢于创新、不怕困难、砥砺前行,将个人理想融入强国建设、民族复兴的伟业,用我们的智慧与汗水,在科技自立自强的征程上,写下无愧于时代、无愧于青春的炽热篇章!

最后,请大家思考:在你们的专业领域,有哪些“卡脖子”的技术亟待突破?或许今天的实验数据,就是明天的产业革命。伟大创新始于最朴实的行动!同学们,期待未来在科技前沿看到你们的身影!