在体神经电生理整体

解决方案引领者

智能化 平台化 定制化 高通量

柔性电极

智能手术机器人

高通量神经信号采集分析系统

CRO服务

CORPORATE TEAM

公司团队

03 陶虎 创始人兼首席科学家 彭雷 创始人兼CEO

中科院上海微系统所 副所长

2020前沿实验室 创始主任

传感技术国家重点实验室 副主任

科技部2030“新一代人工智能”重大项目 首席科学家

科技部万人计划领军人才

连续创业者

客如云创始人及CEO

阿里巴巴本地生活资深副总裁

四川省千人计划创业领军人才

全球顶级材料学/神经学/工程学/脑科学博士团队

全国业务布局

04

结合地区优势，规划建立

超算、私有云、动物房、及GMP生产中心

北京办公室

上海总部与研发中心

南昌基地 横琴基地

昆明动物中心

行业领先互联网/医疗/机器人/芯片综合背景的商业化团队

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21 高通量神经信号采集分析系统 Sorting后用户获得单个Unit的发放序列，在此基础上可以对

该序列进行深入分析。结合Unit数据外的I/O信息数据，LFP

数据，以及第三方数据等，在实验报告模块用户可以展开丰

富多样的数据挖掘工作。该模块提供常见的分析工具，也支

持按需定制化开发分析工具。

实验报告

分析流程：确定分析数据后，根据数据类型智能推选可用于数

据挖掘的分析工具，选择分析工具后，确认分析参数，即可得

到可用于实验报告的分析结果；

分析数据：支持单数据选择和分类数据选择；

常见分析工具：Perievent Rasters，Burst Analysis，Power

Spectral Density，Autocorrelograms等；

结果数据智能分类：对部分分析工具（如Perievent Rasters ）

的结果支持智能分类；

数据导出：分析结果支持在本模块或实验管理模块进行导出，

导出对象包括结构化数据文件和用于展示结果的图片。

手术机器人软件被整合到以采集分析电生理数据为主要目

标的软件平台MindExplorer，有利于手术数据与电生理数据

的整合，便于数据挖掘。

手术机器人

手术分类：所有手术，已完成、未完成、已放弃的手术；

手术筛选：可根据日期、负责人、脑区和时间顺序对手术进行

快速筛选定位；

手术记录：记录卡片包括手术分类、时间、脑区、负责人等主要

信息；

手术报告：总结报告手术的主要信息；

手术标签：支持为已有手术记录打标签，便于分组分析数据。

软件提供免费云空间，实现对软件设置、用户信息、实验管理等基

础数据的自动同步，确保用户顺利进行跨平台操作。此外，用户还

可以选择将数据备份到云端，为高效率的远程协作做准备。

实验同步

云 空 间 大 小 ：免 费 云 空 间 为 5 0 0 G，付 费 云 空 间 可 达

1000TB；

云同步权限：用户自定义是否开启云同步，自定义同步的

内容；

云同步内容：实验管理等基础数据，原始数据，细胞数据，

实验报告数据等；

云算力：云端算法库数量和性能都优于本地算法库，可与

合作者异地同步挖掘数据。

22

智能手术机器人

智能手术机器人FlexShuttle Mini由脑虎科技独立自主开发，在神经科学研究中对大小鼠进行智能、精准、高效的手术。机器人手术过程

自动化程度高，无需手动调平，无需对动物进行核磁或CT扫描；机器人支持脑虎科技自产的柔性深部电极，及市面上大部分刚性电极及光纤

的植入，支持采用玻璃电极进行的光遗传、药物注射等手术。

基于六轴机械臂、双目识别、脑区立体重构、手术方案自动规划等核心技术，FlexShuttle Mini能够智能识别颅骨平面、智能定位目标脑

区、智能规划最优植入路径、智能确定最佳开窗位点并自动开窗、自动埋置、智能归纳并存储全流程实验数据，帮助科学家实现更准、更快的

手术实验。

大鼠

小鼠

适用实验动物

颅内植入柔性电极

颅内植入蚕丝蛋白电极

颅内植入刚性电极

颅内植入光纤

颅内注射病毒、药物

适用研究领域

智能手术机器人

智能手术机器人 23 优势

适用于几乎所有对大小鼠的脑组织进行的实验操作，如颅骨

开窗、打孔，刚性电极植入，柔性电极植入，蚕丝蛋白电极置

入，光纤植入，药物注射、病毒注射等。

应用场景丰富

软件根据手术类型配置明确简洁的手术流程指引，用户可按

照指引轻松无误地进行手术。术中智能归纳、实时显示并记

录手术数据，用户也可实时在系统中录入自定义信息。术后

软件系统化管理所有手术数据。

手术易上手

配备能够精准标定的高清双目摄像机及能够产生激光点阵

的激光笔，二者配合可以自动化地识别颅骨表面，从而避免

繁琐的颅骨调平工作。

颅骨表面识别自动化

配备进口六轴机械臂，能够根据目标位置及末端工具特征实现快速且准确地备位。机械臂配合智能的算法，能够按照预先规划的路径精

准地抵达目标位置。

定位迅速且精度高

既可根据指定坐标定位，也可根据目标脑区定位。软件内置

科研工作者常用的平面图谱，并根据该图谱将常见脑区三维

化。基于此，软件实现了根据脑区和电极特征智能规划最优

路径的功能。

定位智能化

主机

六轴机械臂，用于带动手术工具运动，以执行手术操作。机械

臂可以做到万向运动，支持带角度植入电极等末端工具。

机械臂

对小动物头颅进行成像观察，实现图像识别和双目定位。在前

后囟识别、颅骨面识别、开窗、植入等实验流程中均起到视觉

成像和定位作用。

双目相机

重复定位精度

自动颅面调平误差

机械臂最小步进量

植入最小步进量

相机视野

相机分辨率

相机图像刷新频率

机械臂额定负载

输入电压

最大工作功率

耐压强度

最大外观尺寸

重量

0.1mm

≤0.5°

0.05mm

0.001mm

≥30mm×30mm

10lp/mm

5fps

0.5kg

AC 220±5%V，50±5%HZ

≤500VA

AC 1500V耐压

工作台落地面积≤60 ×80cm，

安装高度≤60cm

整机重量≤100kg

包装箱重量≤40kg

主机参数

智能手术机器人

24

适用于脑虎科技自研的柔性电极的植入，可兼容不同通道的

柔性电极。

电极型号兼容性 柔性电极植入仪

实验类型

体积

质量

钨针最大移动距离

拔针速度

电压

电流

工作模式

32/64/128

慢性

45X50X180mm

350g

10.5mm

＞0.2m/s

DC24V

4A

通电瞬间缩回

适配的陶瓷插芯直径

适配的光纤长度范围

体积

质量

1.25mm/2.5mm

3-20mm

30×45×100mm

190g

适配市面上常用刚性电极，如硅基电极，能够进行急性信号采

集，能够兼容多种型号的刚性电极。

用于陶瓷插芯光纤的脑部植入。适配市面上常见的插芯光纤。

光纤植入仪

电极兼容性

实验类型

体积

质量

植入速度范围

植入最大深度

32通道Omnetics接口

16通道Samtec接口

急性/慢性

30×45×100mm

185g

1-10mm/s

20mm

刚性电极植入仪

25 智能手术机器人 用于对脑部进行自动化的微量病毒注射或其他药物注

射。配置精密的Hamilton微量注射器。

药物注射仪

其它配件

激光笔

颅钻

电极型号兼容性

实验类型

体积

质量

钨针最大移动距离

拔针速度

电压

电流

工作模式

32/64/128

慢性

45X50X180mm

350g

10.5mm

＞0.2m/s

DC24V

4A

通电瞬间缩回

体积

质量

波长

供电电压

工作电流

使用高度

激光输出形状

45×50×110mm

170.5g

635nm

3V

≤50mA

150mm

点状

额定转速

电压

体积

质量

标配钻头直径

35000rpm

220VAC

45X55X190

314.2g

圆头

2.7mm/2.3mm/1.8mm/

1.4mm/1.2mm/1.0mm/

0.5m

结合智能化算法和激光打点，本产品能够自动识别颅骨面，从

而确保机器人按照规划的角度自动执行手术。这极大地简化了

术前准备工作，提高了手术的效率和精度。

配合六轴机械臂，颅钻能够精确地移至目标位置并对颅骨进行

钻孔，孔的大小从0.5-2.7mm不等。

手术流程

26

智能手术机器人

新建手术

确认动物、目标脑区或坐标、电极或其它埋置体型号等主要信息。信息确认后软件能

自动计算出最优路径，用户可以对规划进行预览确认。用户可在手术管理页面调用

之前建立且没有执行的手术，手术管理页面可对所有手术进行高效管理。

前后囟识别和颅骨面识别

动物颅骨面充分暴露后，用户在双目相机所拍摄的图像上点击前囟点和后囟点即可

实现对前后囟的主动定义。软件在后台结合大数据进行微调，确保定义的准确性。

安装激光笔后，六轴机械臂可自动配合激光笔对颅骨面进行阵列式扫描，从而使高

清双目摄像机获取颅骨表面的信息，实现精准识别颅骨表面。

硬件自检

为确保硬件连接的可靠性和手术执行的精准度，本产品会在手术之前自动执

行硬件连接检查及自动精度标定，自检过程高度自动化，方便用户操作。

打孔开窗

安装颅钻后，六轴机械臂可配合颅钻在目标开窗位置进行高效开窗，并在需

要安装螺钉或地线等的位置打孔。打孔和开窗过程软件可控。

植入

支持的末端工具包括适配机器人的柔性电极植入仪、刚性电极植入仪、光纤植入仪、

药物注射仪等。更换好末端工具后，机械臂可快速备位至开窗区，由末端工具完成电

极埋置和打药等工作。末端工具的操作由软件全流程指引。

手术流程涵盖新建手术、硬件自检、前后囟识别、颅骨面识别、打孔开窗、植入等环节

27 技术培训

提供全面的、标准化的在体神经电生理及相关技术的培训，可大大缩短实验室开展相关神经科学实验的周期。

数据采集与分析

在体神经电生理实验往往存在数据量大，分析方法复杂，现有分析

方法不满足课题需求等特点。公司不仅可提供手术服务，还可提供

术后长期的数据跟踪服务，具体包括有计划的数据采集和常规分

析服务。如有特殊需求，本司强大的算法团队还可提供个性化的数

据分析服务。

研究工具定制

可定制符合特定研究方向的柔性电极，可定制在体神经电生理技

术及脑机接口技术相关的数据分析算法，其它神经科学领域的设

备和耗材亦可商议按需定制。

手术规划与实施

团队集成一流院校脑科学研究方向硕博人才，集成大动物与小动

物饲养平台，配备全套手术设备。根据科研工作者科研需求，实现

手术的规划与具体实施。

CRO服务

一站式解决方案，全流程定制服务

CRO服务

脑虎科技是以脑机接口和在体神经电生理的技术与服务为核心业务的国家高新技术企业。公司目前建设了基于在体神经电生理技术的

一站式、全流程服务方案，包含技术培训、研究工具定制、手术规划与实施、数据采集与分析等。

28

研究案例

实验系统组成

研究案例

Research Cases

公司成功打造了犬类的柔性脑机接口方案。电极采

用的是公司自研的Ecog皮层电极，解码采用的是公

司自研的算法。该方案能够稳定有效地对犬类的四

肢精细运动进行预测。

犬类运动脑机接口

训练

时长：30天

范式：跑步机跑步

植入

手术时间：2023年3月17日

植入区域：初级运动M1区

系统

利用脑电解码预测运动轨迹

（平均准确率80%以上）

解码

准确性：预测轨迹和真实

轨迹相关性0.8以上

延迟性：延迟30ms以内

鲁棒性：连续20天实现稳

定连续解码

实验架构

256通道皮层电极

SurfTrode

G2半植入植入体

NeuroInterface

高通量神经信号采集器

CereCube

软件及算法云平台

MindExplorer

脑电采集

256Channel 4KHz ECoG

动作捕捉

9轴IMU 40Hz

数据预处理和特征提取

High Gamma（70~150Hz）频段时频谱

脑电和运动

数据对齐

解码器

Kalman Filter* 行为预测

系统实验组成

*：解码器采用卡尔曼滤波器Kalman Filter，模型参数在1万数量级，核心解决轨迹追踪问题，实现脑电信号到行动轨迹的转化

29 研究案例 实验系统组成

系统实验组成

公司成功复现了Neuralink公司的猴打乒乓

的脑机接口，并在此基础上实现了更加复杂

的脑机接口方案。电极可采用公司自研的柔

性深部电极或Ecog皮层电极，解码采用的

是公司自研的算法。图示方案中猴可以轻松

地用脑电信号打乒乓。

非人灵长类运动脑机接口

训练

时长：140天

范式：摇杆打乒乓

植入

手术时间：2023年5月26日

植入区域：初级运动M1区

成果

初始难度情况下

猴子得分可以在95分以上

解码

准确性：预测轨迹和真实

轨迹相关性0.85以上

延迟性：延迟30ms以内

鲁棒性：连续14天实现稳

定连续解码

*：解码器采用递归神经网络RNN，模型采用GPU加速，参数在3M数量级

256通道皮层电极

SurfTrode

G2半植入植入体

NeuroInterface

高通量神经信号采集器

CereCube

软件及算法云平台

MindExplorer

脑电采集

256Channel 4KHz ECoG

游戏手柄数据采集

Sample 40Hz

数据预处理和特征提取

High Gamma频段时频谱

脑电和游戏

数据对齐

预测

RNN* 游戏控制指令

实验架构

30

研究案例

实验系统组成

256通道皮层电极

SurfTrode

高通量神经信号采集器

CereCube

软件及算法云平台

MindExplorer

实验架构

系统实验组成

数据预处理和特征提取

High Gamma频段时频谱

脑电和语言语调

数据对齐

预测

RNN*

有效

通道筛选 游戏控制指令

将256通道柔性皮层电极覆盖在44岁女性左额颞叶

胶质瘤患者的腹侧感觉运动皮层，记录受试者发音

过程中的脑电信号，通过神经解码算法成功实现汉

语语调语音合成。

人类语言解码脑机接口

训练

时长：30分钟

范式：语音语调匹配训练

植入

手术时间：2024年4月9日

植入区域：腹侧感觉运动皮层

成果

成功实现汉语语调和

语音合成

解码

延迟性：50ms以内

鲁棒性：连续10个Session

实现稳定解码

*：解码器采用递归神经网络RNN，模型采用GPU加速，参数在3M数量级

脑电采集

256Channel 4KHz ECoG

语音语调数据采集

Sample 44Hz

31 研究案例 蚕丝蛋白电极用于神经编解码

柔性生物电子系统在实时监测和抑制癫痫发作中的应用

柔性多功能生物电子系统的构成

在该研究中，作者提出了一种基于蚕丝蛋白的柔性

多功能生物电子系统，该系统不仅能够与大脑皮层

表面自然贴合，还集成了电生理信号检测、神经刺

激、药物释放和光学状态监测等多种功能。这些技

术的融合为神经科学领域带来了一种创新且高度

集成的研究工具。

脑虎产品相关文章案例一

功能特性 具体参数

该系统的柔性和高贴附性使其能够与大脑皮层的复杂表

面自发地贴合，这种设计解决了传统硬质电子设备与柔

软生物组织之间的不兼容问题

30微米厚的蚕丝蛋白基底，150纳米/15纳米的Au/Cr电

极层以及2微米厚的PI层

实时监测癫痫发作时大脑电位的变化：25个电极位点监测到了在癫痫发作前ECoG电位的动态扩散（图a）；

药物释放后对癫痫的抑制：蚕丝蛋白基质中包含的约10mg的苯巴比妥被释放后，ECoG信号的频率和幅度降低，癫痫症状得到了有效抑

制（图b）。

（Shi, Z., et al., Advanced Science, 2019. 6(9).）

32

研究案例

蚕丝蛋白机械传感器

CSFH传感器在健康监测中的应用：手势识别、颅内压力监测、语音识别和运动识别

在该研究中，作者通过将碳纳米管（CNTs）掺杂到蚕丝蛋白水凝胶（CSFH）中，开发出了一种柔性、可拉伸、可穿戴、可植入且可降解的机械传

感器。该传感器不仅具有良好的机械强度和生物兼容性，还能j远程操控，触发降解。

脑虎产品相关文章案例二

CSFH的可控降解特性使其能够在特定环境条件下降解，这能有效地减少电子废物的产生，同时避免取出植入设备时的二次手术。

（图a展示了通过添加木瓜蛋白酶到CSFH中实现控制降解的机制；图b提供了掺杂木瓜蛋白酶的CSFH在降解过程中的SEM图像）

（Zhang, S., et al., Advanced Science, 2020. 7(13)）

图a：14个CSFH基机械传感器安装在人手的每个关节上，用于手势识别；

图b：CSFH基压力传感器用于监测ICP；

图c：展示了CSFH基机械传感器用于非侵入性监测发音时的肌肉运动；

图d：CSFH基机械传感器用于监测运动，如行走、慢跑和蹲下等动作。

CSFH的可控降解

33 研究案例 （Yu, Z., et al., Microsystems & Nanoengineering, 2022. 8(118).）

Silk-Optrode探针的设计概念和构造

蚕丝蛋白复合探针

CSFH的可控降解

Silk-Optrode探针在小鼠大脑中同时进行光遗传刺激和多通道电生理记录

该研究中，作者开发了一种复合探针，这种探针能

被精确地插入大脑，并在自由行为的动物中同步进

行光遗传刺激和多通道记录。具有高透明度，高生

物相容性和可调控的机械性能的蚕丝蛋白在该探

针中发挥了重要作用。借助蚕丝蛋白的水化，探针

能够在植入后迅速适应脑内环境，降低自身的弯曲

刚度，与周围组织保持生物相容性。

脑虎产品相关文章案例三

CSFH的可控降解特性使其能够在特定环境条件下降解，这能有效地减少电子废物的产生，同时避免取出植入设备时的二次手术。

（图a展示了通过添加木瓜蛋白酶到CSFH中实现控制降解的机制；图b提供了掺杂木瓜蛋白酶的CSFH在降解过程中的SEM图像）

在光刺激期间观察到了的典型光刺激诱导的神经活动

34

研究案例

（Yu, Z., et al., Microsystems & Nanoengineering, 2023. 9(88).）

多功能仿生神经探针系统的构成

蚊子口器的神经探针系统

脑电信号记录的长期稳定性

探针微创植入

传统的刚性侵入性电极与大脑组织机械不兼容，会

导致免疫和炎症反应，缩短设备的使用寿命。为了

解决这一问题，作者借鉴仿生学，设计了一种类似

蚊子口器的神经探针系统。该系统整合了高灵敏度

传感器与高保真多通道柔性电极阵列，实现了对大

脑区域的分布式和最小侵入性植入。

脑虎产品相关文章案例四

在植入后第4周到12周，从三个大脑区域

（运动皮层、纹状体和海马）稳定采集到的

194个单神经元活动。

35

研究案例

检测癫痫的柔性神经探针

柔性神经探针在小鼠海马体中记录到的神经信号

在该研究中，作者借助高密度、超柔性的神经探针来进行癫痫监测，这种探针在记录性能、可扩展性和组织相容性性方面具有显著优势。该探

针能够在不同的癫痫阶段（包括静息、发作前和发作阶段）检测到特征性癫痫信号。与刚性电极相比，柔性电极在癫痫小鼠模型中不会引起显

著的瘢痕或炎症。

脑虎产品相关文章案例五

通过高空间分辨率记录，电极能够捕捉到癫痫相关的高频振荡的空间传播，这对于识别癫痫灶具有重要意义（ Figure 4a 为128通道探针在

海马体和邻近区域捕获到的具有代表性的一分钟原始数据，Figure 4b 为不同区域的4个通道的电生理信号，Figure 4c 展示了快速涟漪信号

穿过多个大脑区域的传播）。

（Cheng, Q., et al., Advanced Materials Technologies, 2023. 8(24)）

柔性探针准确地捕捉到癫痫发作过程中

的神经活动变化：在静息阶段，神经活动

相对静止，振幅范围为-250至250微伏，

在发作阶段，观察到显著的癫痫样脑电

（神经信号振幅内爆发性涟漪信号的激

增，振幅值在-1000至1100微伏之间）。

高密度超柔性神经探针在多个脑区记录癫痫电生理信号

36

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1. Li,X.,et al., Low-intensity ultrasound ameliorates brain organoid integration and rescues microcephaly deficits.Brain,2024.p.38739753.

2. Zhou, Z., et al., The Use of Functionalized Silk Fibroin Films as a Platform for Optical Diffraction-Based

Sensing Applications. Advanced Materials, 2017. 29(15): p. 1605471.

3. Ting, X., et al., Ultra-Thin, Ultra-Conformal Neural Interfaces. IEEE MEMS, 2020.

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37 COOPERATIVE UNITS

合作单位

38

中国科学院自动化研究所

中国人民解放军军事医学科学院

四川大学华西医院

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