摘要：脑机接口（BCI）是一种前沿的生物电子技术，它通过直接读取大脑的神经信号来实现人脑与外部设备之间的通信。这种技术允许大脑绕过传统的神经和肌肉路径，直接控制外部装置，如假肢、轮椅或计算机。简单来说，就是让大脑能够直接与机器 “对话”，把大脑的想法转化为机器可以执

（一）什么是脑机接口？

脑机接口（BCI）是一种前沿的生物电子技术，它通过直接读取大脑的神经信号来实现人脑与外部设备之间的通信。这种技术允许大脑绕过传统的神经和肌肉路径，直接控制外部装置，如假肢、轮椅或计算机。简单来说，就是让大脑能够直接与机器 “对话”，把大脑的想法转化为机器可以执行的指令 ，也能让机器的信息反馈回大脑。

BCI技术的核心在于解码大脑产生的复杂电信号，将其转换为可操作的命令，从而为残疾人士提供一种新的交流和控制方式，同时也为健康人群开拓了人机交互新领域。随着对大脑认知的深入和计算技术的进步，BCI技术正迅速发展，其应用范围从医疗康复扩展到科研、教育、娱乐等多个领域，展现出巨大的潜力和广泛的应用前景。

（二）脑机接口技术路径

脑机接口技术路径按接入方式可划分为侵入型、半侵入型、非侵入型三种。

侵入式脑机接口：通过有创方式对深入到颅骨以下的组织进行信号采集和记录，该方式获得的神经信号质量较高，但易引发免疫反应和愈伤组织，导致神经信号质量衰退。21世纪以来，随着神经科学、材料科学等学科的进步，侵入式脑机接口研究升温明显，正朝小型化、便携化、可穿戴化方向发展。

半侵入式脑机接口：将脑机接口植入大脑皮层之外、颅腔之内，主要基于皮层脑电图进行信息分析。相比侵入式技术，半侵入式技术更成熟、手术危险度较低、损伤性较小；相比非侵入式技术，半侵入式脑机接口信号更精准，但伤害性也更强。

非侵入式脑机接口：通过附着在头皮上的穿戴设备测量大脑活动，无需进入大脑，安全性更强，是目前主流的脑机形式。但由于颅骨对神经信号存在衰减作用，所获信号精准性欠佳。非侵入式脑机接口可分为湿电极、干电极、半干电极三种。湿电极电性能好，但使用不便；干电极使用方便，但信号质量和稳定性较差；半干电极结合了前两项技术的优点，达到了便利性和信号质量的平衡，为当前行业研究重点。

（三）产业链结构

从产业链角度看，脑机接口可分为上、中、下游。上游主要是软硬件设备供应，像脑电采集设备、脑机接口芯片、数据库及相关算法等，是整个产业的基础支撑，好比盖房子的砖瓦和地基。中游是脑机接口产品供应，包括脑机采集平台和脑机接口设备，将上游的基础元件整合，形成具有实际功能的产品。下游则是应用领域，涵盖医疗健康、康复训练、教育娱乐、智能生活、军事等多个方面，是脑机接口技术真正发挥价值，改变人们生活的地方。

（一）产业发展的蓬勃态势

在政策的引导下，脑机接口市场规模持续扩大。2023年全球脑机接口市场规模为23.5亿美元，预计到2033年将达到108.9亿美元，复合年增长率为16.55%。中国市场虽起步相对较晚，但增长潜力巨大，目前市场规模约为十亿元，预计到2040年，纯设备市场规模有望达到560亿元，年均复合增长率高达21%。

在非侵入式脑机接口领域，已经有不少企业推出了成熟产品。例如用于提升注意力、改善睡眠等的头戴式设备，以及用于医疗康复控制外骨骼的设备，都已实现商业化落地，市场空间广阔。像强脑科技、慧脑智能等企业，在消费级非侵入式脑机接口产品方面表现突出，其产品在市场上获得了一定的认可。

侵入式脑机接口领域虽然技术门槛高、面临诸多挑战，但也有企业在积极布局并取得初步进展。脑虎科技、博睿康等企业在侵入式脑机接口技术研发上持续投入，努力攻克技术难题。2024年11月6日，博睿康医疗科技（上海）有限公司与清华大学生物医学工程学院洪波教授团队合作开发的脑机接口产品NEO在华山医院顺利完成全国第三例、上海第一例临床试验植入手术，该产品在2024年8月成为我国首款进入创新医疗器械特别审查程序的脑机接口产品，展现了我国在侵入式脑机接口技术上的突破。

（二）技术突破的艰难前行

尽管脑机接口产业发展迅速，但在技术突破方面仍面临诸多艰难挑战。从技术路径来看，目前主要的侵入式与非侵入式脑机接口都存在各自的技术难点。

非侵入式脑机接口安全性高，用户接受度好，但信号质量和分辨率较低，受颅骨和噪声干扰。解读头皮脑电信号困难，目前仅限于处理简单二分类任务。

侵入式脑机接口可获取高质量神经信号，但技术复杂且风险高。精确选择植入电极的脑区至关重要，因为不同脑区控制不同功能。稳定电极在大脑中采集信号困难，且可能被组织侵蚀，影响信号灵敏度。侵入式脑机接口需开颅手术，创伤大，风险高，术后可能引发免疫反应和愈伤组织，导致信号质量下降。

脑机接口技术的发展受限于技术难题和对大脑工作原理认知不足。大脑极其复杂，目前脑机交互主要限于捕捉运动脑区信号，实现条件反射，离真正的意念交流还有很大距离。深入研究大脑工作原理是推动技术发展的关键。

（一）医疗领域：为患者带来曙光

脑机接口在医疗领域的应用，为无数患者带来了新的希望，尤其是在神经系统疾病治疗和残障人士功能恢复方面，展现出了令人瞩目的潜力。

对于癫痫患者，脑机接口技术通过实时监测大脑电活动，预测癫痫发作并发出预警，或通过神经调控手段预防和治疗癫痫，为难治性癫痫患者提供了新的治疗选择。宣武医院成功为一名难治性癫痫患者进行了闭环反应性神经刺激系统 Epilcure™ 的临床试验植入手术，通过植入人工智能芯片和颅内电极，实现癫痫发作的预测和阻断，为患者带来了新的希望。

脑机接口技术使瘫痪患者能够通过大脑运动意图控制外部设备，如假肢和外骨骼，恢复运动能力，为残障人士带来了新的希望。清华大学和博睿康医疗合作研发的脑机接口产品 NEO，在临床试验中帮助四肢瘫痪患者恢复了部分运动功能，案例展示了脑机接口技术在功能恢复方面的巨大潜力，帮助患者重获信心和尊严。

以抑郁症为例，脑机接口设备可以在输入式脑机接口等技术的基础上发挥神经调节作用，促进异常脑结构和延展性的积极发展，从而促进神经精神疾病的康复。上海交通大学医学院附属瑞金医院脑机接口及神经调节中心正式成立，该中心首个临床脑机接口研究项目——“难治性抑郁症脑机接口神经调节与治疗临床实验”同时启动，希望通过多模态情绪脑机接口进行治疗。

患者因颅脑外伤、脑卒中等疾病可能陷入昏迷，导致长期意识障碍。目前，缺乏系统治疗方法。加速意识障碍患者意识和认知功能修复是临床亟待解决的问题。脑机接口设备通过分析脑电信号，诊断和评估意识障碍，甚至与患者沟通。操作方法包括使用患者个人信息作为靶向刺激，结合噪音、图像等，以低概率出现，而无关刺激则随机高概率出现。脑机接口设备记录靶向刺激后的脑电信号，帮助医生判断患者意识状态。

（二）其他领域：改变生活方式

除了医疗领域，脑机接口在教育、娱乐、智能家居、军事国防等领域也有着广阔的应用前景，正逐渐改变着人们的生活方式。

脑机接口技术可以实现个性化学习。通过监测学生的大脑活动，如注意力、情绪、认知负荷等，教师可以实时了解学生的学习状态，从而调整教学内容和方法，满足不同学生的学习需求。对于注意力缺陷多动障碍（ADHD）或自闭症谱系障碍（ASD）儿童，脑机接口技术可以提供定制化的训练方案，帮助他们提高注意力、增强认知能力。日本公司 NeuroSky 开发的头戴式脑波仪 MindWave 可以根据脑波判断学生的注意力程度，并即时反馈刺激，帮助学生提升专注力；Emotiv 开发的脑波耳机 Insight 能够监测学生的情绪和专注度，并根据其精神状态调整学习内容 。脑机接口技术还可以与虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术结合，为学生创造沉浸式的学习环境，增强学习的趣味性和参与感。

脑机接口技术为游戏和影视体验带来了革命性的变化。在游戏中，玩家可以通过脑机接口设备，用意念控制游戏角色的动作、行为，实现更加自然和直观的交互体验，增强游戏的沉浸感和趣味性。一些脑机接口游戏已经问世，玩家只需戴上脑电帽，就能通过大脑信号控制游戏中的角色移动、跳跃、攻击等动作，仿佛身临其境。脑机接口技术还可以根据玩家的情绪和心理状态，实时调整游戏难度和情节，为玩家提供更加个性化的游戏体验。在影视方面，观众可以通过脑机接口设备，更深入地融入剧情，感受角色的情感和体验，实现与影视作品的互动。

脑机接口技术让家居设备的控制更加智能化和便捷。用户只需通过大脑发出指令，就能控制灯光的开关、调节电器的运行状态、开启门窗等，实现真正的智能家居生活。想象一下，当你疲惫地回到家，无需动手，只需在脑海中想一下，灯光就自动亮起，空调调节到适宜的温度，音乐缓缓响起，这种智能化的生活场景正随着脑机接口技术的发展逐渐成为现实。

脑机接口技术的应用可以提升士兵的作战能力和战场生存能力。士兵可以通过脑机接口设备，实现对武器装备的意念控制，提高作战效率和反应速度。脑机接口还可以用于监测士兵的生理和心理状态，及时发现疲劳、压力、受伤等情况，为指挥官提供决策依据，保障士兵的生命安全。美国国防部高级研究计划局（DARPA）一直在资助脑机接口技术的研究，致力于将其应用于军事领域，提升美国武装部队的作战能力 。

（一）机遇：政策与资本的双重助力

脑机接口产业的未来充满了机遇，政策的大力支持和资本的积极投入，为产业的发展提供了强大的动力。

国家对脑机接口产业的重视程度不断提高，出台了一系列政策措施，为产业发展营造了良好的政策环境。“十四五” 规划将脑机技术列为重点攻关技术品类，《关于推动未来产业创新发展的实施意见》将脑机接口列入未来产业十大标志性产品 ，提出要突破关键技术和核心器件，研制易用安全的脑机接口产品，鼓励在多个领域探索应用。北京、上海等地也纷纷发布脑机接口产业行动方案，明确发展目标和重点任务，加大对脑机接口技术研发和产业发展的支持力度 。这些政策的出台，为脑机接口产业的发展指明了方向，提供了政策保障，有助于吸引更多的人才、资金和技术资源进入该领域，推动产业快速发展。

资本的青睐也为脑机接口产业的发展注入了强大动力。近年来，脑机接口领域的投融资活动日益活跃，相关投资金额和投资笔数不断增多。2025 年 1 月，众多投资者在互动平台上密集向上市公司提问，关注公司在脑机接口领域的产品、技术储备和应用进展等情况 。三博脑科与清华大学生物医学工程学院共同成立脑机精准医学联合研究中心，盈趣科技联合多方开展脑机接口消费级和医疗级产品的开发，诚益通布局非侵入式与侵入式两大方向 。国泰君安证券策略首席分析师方奕表示，脑机接口产业链正加速完善，预计 2030 年脑机接口医疗应用市场规模将达 400 亿美元 。资本的注入将加速脑机接口技术的研发进程，推动技术从实验室走向市场，实现商业化应用，促进相关产业链的完善和发展，形成更加完善的产业生态体系。

（二）挑战：技术与伦理的双重考验

然而，脑机接口产业在迎来发展机遇的同时，也面临着诸多挑战，技术突破和伦理问题的解决是产业健康发展的关键。

尽管脑机接口技术取得了一定的进展，但仍面临着诸多技术难题。非侵入式脑机接口信号质量和分辨率较低的问题尚未得到有效解决，限制了其在复杂任务中的应用；侵入式脑机接口虽然信号质量高，但技术难度大、安全风险高，电极的长期稳定性、生物兼容性以及如何降低手术风险等问题，都需要进一步研究和解决 。对大脑工作原理的认知不足也是制约脑机接口技术发展的重要因素。大脑的奥秘尚未完全解开，人类对于大脑的神经信号处理机制、神经元之间的信息传递方式等还知之甚少，这使得脑机接口技术在信号解读和指令控制方面存在一定的盲目性。未来需要加强脑科学基础研究，深入探索大脑的工作原理，为脑机接口技术的发展提供坚实的理论基础。

也是脑机接口产业发展中不可忽视的挑战。脑机接口技术的应用涉及到人类的思想、意识和隐私等敏感领域，引发了一系列伦理争议。个人隐私保护问题尤为突出，大脑活动数据包含了个人的敏感信息，如思想、情感、记忆等，一旦这些数据被泄露或滥用，将对个人的隐私和安全造成严重威胁 。在医疗应用中，如何确保患者的知情权和自主选择权，如何界定脑机接口治疗的适用范围和风险，如何避免技术被滥用等，都是需要认真思考和解决的伦理问题。联合国教科文组织正在研议制订神经技术伦理方面的规范性文件，我国也发布了《脑机接口伦理原则和治理建议书》，旨在引导脑机接口技术的健康发展，确保技术应用符合伦理道德规范 。未来还需要进一步加强伦理研究和监管，制定完善的伦理准则和法律法规，规范脑机接口技术的研发和应用。

脑机接口产业作为一个充满潜力的新兴领域，正处于快速发展的关键时期。从其定义和工作原理来看，它为人类与机器之间的交互开辟了全新的路径，让大脑与外部设备实现直接 “对话”，这种创新的交互方式蕴含着巨大的变革力量。

当前，脑机接口产业在全球范围内呈现出蓬勃发展的态势，我国也积极布局，在政策支持、市场规模、企业发展等方面都取得了显著成绩。政策层面的大力扶持为产业发展提供了坚实的保障，市场规模的持续扩大和企业在不同技术领域的积极探索，都展示了产业的活力和潜力。然而，我们也必须清醒地认识到，脑机接口产业在发展过程中仍面临着诸多挑战。技术上，无论是侵入式还是非侵入式脑机接口，都存在着信号采集、处理和解读等方面的难题，对大脑工作原理的认知不足也制约着技术的进一步突破。伦理问题同样不容忽视，个人隐私保护、患者的知情权和自主选择权等问题，都需要我们在技术发展的同时认真思考和解决。

在应用领域，脑机接口已经在医疗、教育、娱乐、智能家居、军事国防等多个领域展现出了广阔的应用前景，为改善人类生活、提升社会生产力做出了积极贡献。尤其是在医疗领域，它为神经系统疾病患者和残障人士带来了新的希望，让他们重新获得生活的尊严和信心。

展望未来，脑机接口产业充满了机遇。政策的持续支持和资本的积极投入将为产业发展提供强大动力，推动技术不断创新和应用场景的不断拓展。我们有理由相信，在全社会的共同努力下，脑机接口产业将不断克服技术和伦理等方面的挑战，迎来更加辉煌的发展。

作为关注这一领域的我们，既要对脑机接口产业的未来充满信心，期待它为人类带来更多的惊喜和变革；也要保持理性和冷静，客观看待产业发展过程中遇到的问题，积极推动技术的进步和伦理规范的完善。让我们共同期待脑机接口产业在未来能够绽放出更加绚烂的光彩，为人类的发展和进步做出更大的贡献。

来源：经济微光-李泰