从脑机接口到神经调控，一名脑科学研究者的创业之路

当他的手指按下开关，在场所有人屏息凝视，观察着笼中小鼠的一举一动。随着搭载光遗传学技术的设备运作，小鼠的神经通路被迅速关闭，面对天敌竟丝毫没有恐惧，依旧神态自若的梳理着自己的毛发。

一时间，实验室里迸发出兴奋的欢呼，蔚鹏飞的声音也交织其中。2013年，还是博士生的蔚鹏飞进行了一项通过精准神经刺激调控动物行为的开创性研究。此时的他开始意识到，大脑神经与行为存在着非常精妙的对应关系，而这种关联将有可能成为应用脑机接口治疗脑疾病的基础。

两年后，蔚鹏飞所在的团队和其余5个团队共同完成了研究，并以“Processing of visually-evoked innate fear by a non-canonical thalamic pathway”为题发表在了《自然·通讯》上。

这项研究首次证实大脑中高度保守的皮层下神经通路，调控着动物原始的本能恐惧行为。为皮层下神经通路存在性这一神经科学界富有争议的假说提供了最直接的实验证据，在国际上引起广泛关注。

 论文截图（图源：nature communications）

8年过去，当时的项目主要参与者蔚鹏飞向橙果局再度回忆起了这段研究经历，并讲述了他从科研人员向企业家转型的心路历程。

严格来说，理解复杂的神经环路和网络是生物学的范畴，可从事这项研究的蔚鹏飞却是个不折不扣的工科男。

时间回到2006年，蔚鹏飞考入了西安交通大学医学工程专业进行硕士学习。医学工程领域下包括了许多“前途无限”的研究，选择热门方向，毕业后进入医疗器械企业做研发成为了许多同门的人生规划。

可蔚鹏飞却执意选择在当时不受关注的脑机接口方向：“我曾读过一篇研究，说国外有人研究出一种外部设备，可以‘控制’大脑的想法，就像科幻电影里那样，我很好奇。”而就是这份好奇，引导着他走向研究脑的道路，并成为了国内几乎是第一批研究脑机接口的科研人。

2008年，蔚鹏飞来到深圳先进院神经工程研究中心，在美国合作导师贺斌教授指导下，参与了一项脑机接口设备的设计。最终，这款脑机接口实现了通过采集人在想象运动过程中的脑电信号，去驱动控制鼠标光标或虚拟手。

在研究中，蔚鹏飞发现，人们去学习通过脑电控制脑机接口系统需要长时间的训练，如何能反向通过对大脑的激活加速这一过程，一种全新的经颅电刺激神经调控技术引起了他的注意。他首次验证了通过神经调控可以有效加速脑机接口学习——这几乎是国内首个脑机接口-神经调控的原型设备。

但遗憾的是，这项突破并没有让脑机接口研究受到关注，依旧被主流研究所忽视。

在研究脑机接口的过程中，蔚鹏飞也有过彷徨。在他看来，这是一个极具潜力的研究方向，但不知为何大众并不看好。随着研究的逐步深入，他逐渐意识到当时对脑机接口的研究只停留在算法层面的设计，我们对于大脑如何产生脑控信号，并且如何能有效调节这些信号知之甚少。而真正的突破需要对大脑足够了解才能实现，但关于大脑还有太多的未知。

于是，蔚鹏飞决定从生物学的角度重新研究大脑。他从客座学生做起，后因出色的表现在博士阶段成为了王立平教授首批博士生。王立平教授是光遗传学技术的奠基人之一，在王教授的带领下蔚鹏飞从光遗传学技术开始研究神经科学，完成了从工科向自然科学的跨界。

2012年，随着脑科学的重要性日益凸显，中科院发起了一项战略先导专项项目——脑功能链接图谱计划（后简称“图谱计划”），也就是后来“中国脑计划”的前身。跟着王立平教授，当时还是博士生的蔚鹏飞也参与其中。

王立平团队中包括神经生物学专业、生物工程学、电子信息学、人工智能等多个方向的专业人才，具有较强的工科能力。因此，在这项大计划中团队主要负责前沿技术的开发。

历时三年，团队以光遗传学技术为基础，开发、改良了多脑区、高通量活体神经电生理、人工智能神经行为学分析等多项技术。正是得益于这些技术，我国科研人员开展了多项深入理解大脑神经环路运作机制的研究，取得了一系列的突破，也为中国脑计划的后续启动奠定了重要基础。

蔚鹏飞说：“大脑在执行特定功能时，神经网络之间会产生不同频率的振荡活动，这是一种重要的通讯方式，也被称为大脑节律，这种节律活动正是脑机接口控制信号的主要数据来源。而光遗传学技术为我们提供了一种全新的工具，可以非常精准的控制这些节律活动，从而精准的调控行为。”

近十年来，随着以“图谱计划”为代表的一系列国内外脑科学研究计划的推进，科研人员对大脑神经环路的功能理解的深入，以及一系列革新的神经活动记录与调控技术的发展，为脑机接口技术的再次重新启程和快速发展创造了条件。

蔚鹏飞解释道：“此前脑机接口的信号靶点都是一点一点摸索着找位置，而现在有了清晰的图谱，在研究中就能指哪打哪，有希望大大提高了脑机接口的准确度和效率。”

在“图谱计划”结束后，蔚鹏飞也顺利完成了博士学业。在2015年深圳先进院脑认知与脑疾病研究所成立后，他成为了第一批入驻脑所的科研人员，而后凭借其出色的学术能力很快取得了研究进展，并在2016年被提前破格晋升为副研究员，2022年获得国家优秀青年科学基金的资助。 

再谈起“图谱计划”，蔚鹏飞依旧感慨万分，他告诉橙果局：“那是我第一次参加这么大规模研究。”兴奋之余，他还深刻感受到技术在脑科学研究、运用领域的重要性。

在进入先进院担任研究员之后，蔚鹏飞又重返工科界，从技术与应用的角度思考脑科学研究。在之后的时间里，他总结在“图谱计划”中的技术经验重拾脑机接口研究，并顺利研发出一款无创神经电刺激的脑机接口设备。

这款设备能够通过柔性电极传感器，识别脑电波在大脑执行不同任务时的变化，再通过电极组合释放特定频率的电流脉冲刺激，结合神经影像的人工智能定位，可以将刺激信号无创的输送到达任意大脑的特定区域，改变脑电波的活动，调控大脑神经元细胞的活跃状态。

从学生时代开始，蔚鹏飞便来到了深圳先进院。受先进院创业转化氛围的影响，在无创脑机接口设备研发成功后，他首先想的便是让其在市场落地。2018年，在深圳先进院的支持下，他和团队以技术入股的方式，成立中科华意科技有限公司（后简称：中科华意），专注于无创神经调控技术和产品的研发。

 中科华意（受访者供图）

后经过产业化的打磨，蔚鹏飞团队最初的无创脑机接口演化成了现在的穿戴式闭环经颅电刺激训练仪，应用于认知障碍MCI的干预调控，并正在申请医疗器械注册证。

此外，在此技术上，团队还升级研发了个体化精准导航的无创闭环经颅时域干涉深部电刺激仪，希望实现更深脑区的无创刺激，攻克如帕金森病、阿尔兹海默病等不可成药的脑疾病。

中科华意闭环经颅时域干深部电刺激仪示意图（受访者供图）

日前，蔚鹏飞团队已和全国多家头部医疗机构展开合作，以期为认知障碍与老年痴呆、昏迷促醒、抑郁症、癫痫、自闭症等神经和精神系统疾病患者提供更为有效的非药物治疗方案。

同时，蔚鹏飞团队非常关注人工智能技术与脑科学的交叉融合，“人工智能技术赋能脑科学与脑机接口的研究是大势所趋”蔚鹏飞表示，近期其团队在国际顶级人工智能学术期刊《自然·机器智能》上的研究，首次提出了一种对自闭症社会交互行为异常跨物种的人工智能研究手段。人工智能技术将为快速筛选脑疾病异常靶点提供重要手段，从而形成筛查-干预的闭环模式。

 论文截图（图源：nature machine intelligence）

创业是理想，也是考验。为此，蔚鹏飞先是从工科跨界自然科学，而后又从科研人员跨界做创业者。但事实证明，每一次跨界都让他收获颇丰。

在谈及科研人员创业做转化的秘诀时，蔚鹏飞表示只有两点：“科研人创业的使命感和敬畏心。”这两个看似摸棱两可的词，实则是蔚鹏飞的亲身经历。

在蔚鹏飞初接触转化时，一边要应对商业化新知识的带来的冲击，另一方面则要将科研工作继续推进。许多转化流程和管理事务的处理也一度让他感到力不从心。但他从未想过放弃，从业初期的将产品应用至临床的使命支撑他和团队走到了今天。

市场的残酷的，光有信念并不一定就能成功，因此，思维的转变很重要。蔚鹏飞认为，作为科研人员就应该以追逐技术为目标，但做转化则需脚踏实地，以市场需求为导向。

因此，要对转化工作有敬畏之心，无论多先进的理念技术，最终都需经过市场的考验。同时，青年科研人员也无需盲目追求转化，只要找准自己的使命与目标，便都能创造自己的科研价值。