一家脑机公司倒下，它的技术却在延续：BrainGate的兴衰与传承

一个比隐形眼镜还小的装置，植入大脑表面后，能把“我想动一下手”这样的念头，变成计算机、机械臂或通信设备能执行的指令。这就是 BrainGate——过去二十年里研究最深入的脑机接口之一。

BrainGate 诞生于20世纪90年代末的美国大学实验室，为严重瘫痪的人打开了一条从大脑通向外部世界的直接通道。它背后有30多项专利支撑，这些专利比最初研发 BrainGate 的公司存续得更久：15年里几经易主，最终在2020年整体捐赠给塔夫茨大学。

20世纪90年代，布朗大学、哥伦比亚大学和哈佛大学的一系列研究，为 BrainGate 打下了基础。约翰·多诺霍（John Donoghue）是布朗大学神经科学系创始系主任。他领导了其中关键的研究，弄清了运动皮层如何编码我们主动发起的动作，也证明单个神经元的电信号可以记录下来、进行解码，并用来操控外部设备。

为了把这些发现推向临床，多诺霍与人共同创办了布朗大学的衍生公司 Cyberkinetics Neurotechnology Systems, Inc.（简称 Cyberkinetics），公司设在马萨诸塞州福克斯堡。首轮融资900万美元，由 Oxford Bioscience Partners 领投；后来，公司又为研发筹集了4000多万美元，并在2004年与 Bionic Technologies Ltd 反向合并，借壳上市。同年，美国食品药品监督管理局（FDA）把两项“研究性器械豁免”（IDE）中的第一项授予 Cyberkinetics。IDE 是一种监管许可，允许尚未获批的医疗器械进入临床试验。借助这项许可，公司启动了人体临床试验，在罗德岛州、马萨诸塞州和伊利诺伊州的试验点共招募了四名四肢瘫痪参与者。

BrainGate 神经接口系统分两步工作：先在大脑内采集信号，再在大脑外解码信号。

核心部件是微电极阵列：一块方形硅片，比隐形眼镜还小，上面排列着100根头发丝般细的电极，通过手术放置到运动皮层表面。当用户想象移动时，这些电极会记录单个神经元的电活动。信号随后传到体外解码器。解码器由软件和硬件组成，负责把神经活动模式翻译成外部设备能执行的指令。外部设备可以是台式电脑、电动轮椅、机械臂或通信系统。整个过程不需要身体动作。BrainGate 系统读取的是人的意图，再据此执行指令。

在一项早期试验中，一名颈部以下瘫痪的参与者能驾驶电动轮椅、打开和阅读电子邮件、玩电子游戏，还能控制电灯和电视——全靠思想完成。“我们的最终目标，是让 BrainGate 系统连接许多有用的设备，”多诺霍说。该技术旨在帮助四肢瘫、肌萎缩侧索硬化（ALS）、脑干卒中以及其他导致严重运动障碍的患者。当被问及是否想再次行走时，一位早期参与者只是回答：“不，我只希望能自己挠挠鼻子。”

BrainGate 研究项目最初只是单家机构的临床试验，后来发展成多家机构组成的联盟，成员包括布朗大学、麻省总医院、斯坦福大学和普罗维登斯退伍军人医疗中心等。项目负责人是利·霍赫伯格（Leigh Hochberg），布朗大学工程学与脑科学教授、麻省总医院神经重症监护医师。

2012年，《自然》发表一篇论文，报告称：两名脑干卒中参与者用 BrainGate 系统在三维空间中控制机械臂；其中一人完全靠思想引导机械臂，把保温瓶送到嘴边，喝了一口。

早期系统有一个很实际的限制：连接大脑内微电极阵列和体外解码器的线缆，把用户困在实验室里。2021年4月，这个问题终于解决。BrainGate 联盟报告，首次在人体上使用了一套能传输大量数据的高带宽无线脑机接口。一个约两英寸宽（约5厘米）的紧凑发射器取代了线缆，能以单个神经元级别的精度传输大脑信号。两名脊髓损伤参与者在家中用这套无线系统，在普通平板电脑上指向、点击和打字，表现与早先的有线系统相当。

语音恢复成为一个尤其活跃的方向。2023年，BrainGate2 联盟在《自然》发表结果：一名已经无法清晰说话的 ALS 参与者通过脑机接口生成文字。在50词词表上，词错误率（每100个词里错几个）为9.1%；在12.5万词词表上为23.8%。这是首次通过植入大脑皮层的脑机接口，成功解码大词汇量语音。2024年8月，另一名参加 BrainGate2 临床试验的 ALS 参与者在自然、无脚本对话中，解码准确率最高达到97%，现在每天用这套系统和家人、同事、照护者交流。2025年，研究人员在《细胞》发表结果：一项有 BrainGate 植入者参与的研究，成功从神经活动中解码出“内在言语”——也就是心里想说的话，而不是试图说出口的话——为基于思想的交流打开了新空间。

迄今规模最大的安全性分析于2023年1月发表在《神经病学》上。分析基于2004年至2021年参加 BrainGate 试验的14名成年人、共12,203个参与者日的数据。“参与者日”是指所有参与者的观察天数加起来。分析只发现6起与设备或植入相关的严重不良事件，并得出结论：BrainGate 神经接口系统的安全性与其它长期植入式神经设备相当，包括已获批的脑深部刺激器。

从一开始，Cyberkinetics 就把建立国际专利组合当作核心战略。公司建立的专利组合涵盖：神经接口系统技术专利（Biological interface system）、配套的患者训练程序专利（Patient training routine for biological interface system），以及一种经皮植入物（Transcutaneous implant）等。经皮植入物能在植入体内的传感器和外部设备之间传输信号。为了用一份国际申请在多个国家获得保护，Cyberkinetics 通过 PCT（专利合作条约）体系提交了12件申请，其中包括“神经再生系统及其相关导线装置”（Nerve regeneration system and lead devices associated therewith），申请覆盖100多个国家。

除了专利，Cyberkinetics 还在美国注册了一批商标，包括 BrainGate™、Cyberkinetics™、NeuroPort®、Cerebus®、Bionics®，以及标语“Turning Thoughts into Action”® 和“Wired for Thought”™。在一个机构信誉至关重要的行业，商标保护既关乎商业利益，也关乎声誉。

BrainGate 在科学上很有前景，Cyberkinetics 却在财务上举步维艰。公司2004年上市后，股价从2006年开始下跌，到2007年已跌破每股一美分，再也筹不到更多资金。公司逐渐停业，开始出售资产。

2009年，塔夫茨大学校友、企业家杰弗里·斯蒂贝尔（Jeffrey Stibel）以略低于100万美元的价格，买下 BrainGate 知识产权组合，包括专利、商标、商业秘密以及 cyberkinetics.com 域名。他成立了 BrainGate, Inc.，负责管理和推进这个组合。收购时，组合里有30多项与神经接口相关的待审和已授权专利，汇集了来自埃默里大学、布朗大学、犹他大学、哥伦比亚大学和麻省理工学院的基础知识产权，以及 Cyberkinetics 自己的专利组合。

在斯蒂贝尔管理期间，BrainGate, Inc. 把神经接口技术免费提供给学术研究人员，并继续扩展知识产权基础。2020年9月，斯蒂贝尔和合伙人把 BrainGate, Inc. 及其全部知识产权组合捐给塔夫茨大学。如今，这个组合支撑着 Stibel-Dennett 脑与认知科学联盟。斯蒂贝尔当时说：“当前开发的大多数医疗和商业脑机接口芯片——甚至可以说全部——都建立在 BrainGate 的基础技术之上。我们的目标是在塔夫茨大学打造一个世界级的认知与脑科学中心，与企业、公共机构合作，负责任地开发这项变革性技术。”

与此同时，多诺霍仍是全球脑机接口研究的领军人物，并担任 Wyss 生物与神经工程中心的创始主任。该中心2014年在瑞士日内瓦成立。

BrainGate 的知识产权组合比创建它的公司存续得更久。在所有权变更、融资周期和研究格局变化中，它支撑了一项技术继续往前走。对于在医疗技术前沿工作的创新者来说——临床开发周期长、资金难预测、商业化很少一帆风顺——BrainGate 说明，知识产权不只是竞争工具，也能让一项技术跨越机构兴衰延续下去。

随着全球脑机接口领域继续发展，更多新进入者进入 BrainGate 当年帮助界定的领域，21世纪初建立的知识产权框架仍在塑造这项基础性神经技术的发展。

参考来源：https://www.wipo.int/en/web/ip-advantage/w/stories/braingate-brain-computer-interface

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