實現(xiàn)精準采集的一款模塊化、高性能、高通量的神經(jīng)信號采集系統(tǒng)
柔性電極通過手術機器人成功植入目標腦區(qū)后,研究者面臨如何采集信號和處理信號的問題。針對此問題,腦虎科技推出自主研發(fā)的高通量神經(jīng)信號采集系統(tǒng)CereCube。為配合高通量的柔性電極,CereCube目前最高可采集的信號通道數(shù)可達到2048通道。
CereCube系統(tǒng)由神經(jīng)信號處理器、神經(jīng)信號放大器、神經(jīng)信號記錄分析軟件、配套電源適配器及放大器連接線組成。最高配置配備8個放大器接口,每個接口可處理256通道信號。神經(jīng)信號放大器(headstage)可選型號包括256通道記錄headstage、128通道記錄headstage、64通道記錄headstage和16通道記錄/刺激headstage。神經(jīng)信號處理器和放大器通過纖細靈活的放大器連接線相連。
目前CereCube采集系統(tǒng)可適用的實驗動物范圍廣,包括靈長類、哺乳類、兩棲類、嚙齒類、魚類及昆蟲類等,也適用于多種研究領域,包括腦機接口、疾病與藥物機理研究等。
高效智能,高通量神經(jīng)信號記錄和深度分析的軟件產(chǎn)品
現(xiàn)場演示的軟件產(chǎn)品名為MindExplorer,這是腦虎科技獨立開發(fā)的一款高通量神經(jīng)信號記錄和深度分析的軟件產(chǎn)品。智能和共享是MindExplorer產(chǎn)品的兩大特色,采用先進的云邊端架構,具備高效的實驗管理功能,并支持數(shù)據(jù)云端同步儲存和分析。
MindExplorer可在線更改數(shù)據(jù)的采樣率(1～30kHz),可實時更改芯片的帶寬,并測量和實時查看每個通道的電極阻抗。除支持在線監(jiān)控和記錄外,還支持離線回放和查看數(shù)據(jù),可實現(xiàn)多人在各自的電腦上同時回放、查看和分析多組數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)分析方面,MindExplorer能夠結合電極特征,智能選擇最優(yōu)算法進行自動化Sorting。GPU的方案能夠極大提高Sorting速度,其常用配置比市面上的其它基于CPU的軟件最高可以提升100倍以上,并根據(jù)L-ratio等指標智能判斷Sorting出的unit質量,自動排除不滿足基本指標的unit。
在實驗監(jiān)控過程中,Event伴隨電生理信號顯示,研究者可以非常方便地實時判斷神經(jīng)元的反應是否與Event相關。
針對令人擔憂的數(shù)據(jù)安全問題,MindExplorer采用非對稱加密技術對用戶登錄信息進行保護,而用戶原始數(shù)據(jù)則是采用變換域數(shù)字水印技術來進行透明鑒權,為研究者安全地共享數(shù)據(jù)提供最有力的保障。
具備高通量神經(jīng)信號數(shù)據(jù)一鍵Sorting功能、Spike數(shù)據(jù)與Event的相關性等深入的數(shù)據(jù)分析功能、以及支持數(shù)據(jù)云端同步存儲和分析的數(shù)據(jù)共享功能,MindExplorer讓用戶擺脫繁瑣的軟硬件設置,專注于科研實驗。
能夠長期在體穩(wěn)定記錄神經(jīng)元動作電位的柔性電極
腦虎科技此次公開展示的柔性電極有兩類,一是柔性深部電極,能同時記錄Spike信號和LFP信號。多功能柔性電極配合蠶絲蛋白的植入方案,可以實現(xiàn)記錄電生理信號的同時給光和給藥等其它功能。蠶絲蛋白柔性電極具有良好的機械順應性、生物相容性、降解程度可控、安全無毒,這些優(yōu)勢極大地提高了腦機接口成功的概率,也為科研工作者提供了不可多得的研究工具。
另一款是用于記錄ECoG信號的皮層電極。兩類電極都由mems工藝加工而成,能夠做到高密度、高通量,配備先進的后端封裝工藝,確保柔性電極的優(yōu)秀性能。
電極適用的動物范圍廣、研究領域廣,可與AlphaOmega、Plexon、Blackrock、TDT、Intan等市面上絕大部分品牌的采集系統(tǒng)適配。
目前,腦虎科技已在全國多地開展業(yè)務布局,旨在為更多的科學家們打造高效的研究工具。2022年腦虎在不到一年的時間內收獲兩輪達數(shù)億融資,被資本看好的同時,也為腦虎提供了堅實的資金基礎,確?？蒲薪鉀Q方案的落地應用。
腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學家陶虎表示,未來腦虎將繼續(xù)完善科研產(chǎn)品矩陣,為科研工作者提供更加省時便捷的智能化科研工具。與此同時,腦虎還將加快推進醫(yī)療BCI產(chǎn)品的落地,助力科研和醫(yī)療各領域。據(jù)陶虎透露,今年7月,腦虎科技將攜最新柔性腦機接口成果亮相2023世界人工智能大會,敬請期待。
