摘要:8月24日,Neuralink首位受试者接受采访时表示,作为脊髓损伤患者,他如今能凭思想玩游戏、控制家电,更重返大学、开启创业与公开演讲,重拾生活意义;Neuralink第7位受试者也表示,已参与Neuralink的脑控灵巧手CONVOY研究,未来或将通过连接
8月24日,Neuralink首位受试者接受采访时表示,作为脊髓损伤患者,他如今能凭思想玩游戏、控制家电,更重返大学、开启创业与公开演讲,重拾生活意义;Neuralink第7位受试者也表示,已参与Neuralink的脑控灵巧手CONVOY研究,未来或将通过连接机器人肢体,重新掌控自身身体部位。这些消息让我们对于脑机接口的未来更加充满信心,人类正通过技术,重构人与机器的交互方式,而脑机接口正是这场革命的核心引擎。
脑机接口(Brain-ComputerInterface, BCI)是一种直接建立大脑与外部设备通信路径的技术,通过捕捉神经电信号并转换为控制指令,实现人脑与机器的信息交互。其本质是绕过传统外周神经通路,构建全新的"神经-数字"通道。根据信息流向,可分为单向(仅脑控制设备)和双向(设备反馈至脑)两类,后者通过电刺激或光遗传技术实现感知闭环,为神经修复提供可能。
脑机接口工作时,先通过头皮、皮层或植入式电极采集大脑神经元活动产生的脑电信号,接着对采集信号滤波、降噪做预处理以提升质量,再从中提取反映特定大脑活动的特征,随后用机器学习算法分析分类这些特征,建立大脑活动与指令的对应关系,之后经控制接口把识别出的模式转化为外部设备可识别指令,外部设备执行指令后,借视觉、听觉或触觉等神经反馈形式,将结果回传大脑,辅助使用者优化控制,实现大脑与外部设备的信息交互与控制 。
脑机接口的类型按电极接触方式分类脑机接口可分为以下三类:
侵入式:通过开颅手术将微电极阵列植入大脑皮层,直接记录神经元动作电位。代表如Neuralink的"Link"设备,采用柔性聚合物基底与上千个微丝电极,信号分辨率达单个神经元级别,但需面对生物排异与手术风险。医疗康复领域:侵入式接口助力脊髓损伤等瘫痪患者实现脑控肢体运动,如Neuralink受试者操控灵巧手完成抓握;非侵入式接口则帮助轻度患者控制辅助设备。同时,该技术还可用于癫痫预警、帕金森病治疗及感官障碍修复,通过实时监测与刺激,改善患者症状。
科学研究领域:脑机接口成为解码大脑的关键工具。科研人员借此采集神经元信号,绘制大脑功能图谱,揭示运动意图等神经机制,为脑控技术奠定基础,并助力探索意识、记忆等科学问题。
消费电子领域:非侵入式技术融入日常。用户可通过脑电信号操控智能设备,如切换APP、调节家电;脑控游戏则实现意念操控角色,提升沉浸感。未来,脑控打字、意念绘画等精细应用值得期待。
其他特殊场景中,脑机接口满足军事、航天、工业等专业需求,提升作战响应、便捷设备操控及预防安全事故。
全球主要国家脑机接口发展进度目前,全球脑机接口研发呈现“美国领跑、中欧美日韩多极追赶”的格局,各国依托政策支持、科研投入与企业创新,在不同技术路线上形成优势。
美国在侵入式技术领域领先,Neuralink于2024年完成首例人体移植,2025年计划再开展20-30例临床试验,其柔性电极阵列与机器人植入技术全球领先,受试者已实现脑控游戏和3D建模。美国还通过“神经工程系统设计”等计划实现大脑与外部设备的高精度连接。
中国正加速追赶。脑机接口是我国“十四五”科技创新重点领域,2025年完成首例侵入式脑机接口临床试验,技术路线侧重非侵入式与临床转化,科研机构在脑电信号处理、医疗康复设备研发等方面进展迅速,构建了“产学研医”协同创新体系。
欧盟通过“人类大脑计划”整合多国科研资源,投入数亿欧元构建数字神经科学研究基础设施,在脑图谱绘制、个性化神经医疗等领域形成优势。同时注重伦理规范建设,发布神经技术伦理准则。
日韩发展路径有所差异。日本依托“超智能社会 5.0”战略,将脑机接口与机器人技术融合,重点开发老年护理、记忆障碍治疗等应用,推动非侵入式设备的实用化。韩国则凭借半导体优势,聚焦神经信号处理芯片与AI算法融合,通过国家脑计划强化基础研究与产业转化衔接,形成特色技术路径。
脑机接口产业链脑机接口产业链的上游环节,主要包括脑机接口芯片和基础数据库与系统软件两大核心组成部分。其中,脑机接口芯片进一步细分为主芯片、传感器以及BLE芯片,这些是实现信号采集与传输的关键硬件;而基础数据库和系统软件则为整个系统的运行提供数据支持和底层架构。
中游环节聚焦于硬件设备制造和软件/算法开发。硬件设备制造涵盖脑机接口硬件设备,具体包括仿生手、机器人、头环以及VR设备等,这些产品直接面向用户并实现人机交互功能;软件/算法开发方面,则以脑电采集平台为核心,负责对大脑信号进行处理、分析与解码,是连接硬件与应用的重要桥梁。
下游应用场景广泛,覆盖医疗健康、商业娱乐、公共事业、航天军工以及工业及其他领域。其中,医疗健康是当前最成熟的应用方向,主要用于神经康复、疾病诊断与治疗等;商业娱乐则通过增强现实、虚拟现实等方式提升用户体验;公共事业和航天军工领域则探索其在智能监控、远程操控等方面的应用潜力;工业及其他领域也逐步开始尝试将脑机接口技术用于提高生产效率和安全性。整体来看,脑机接口产业正从技术研发向多场景落地加速演进。
全球脑机接口市场展现出强劲的增长态势。根据Precedence Research数据,全球脑机接口市场在2024年达到26亿美元,预计2025年将接近30亿美元,未来几年内有望成为科技领域的重要增长点。
根据锐观咨询数据,2024年我国脑机接口市场规模突破30亿元,预计到2025年将增长至38亿元。脑机接口技术在国内市场的发展潜力巨大,未来将在医疗、教育、娱乐等多个领域的加速渗透。
全球代表性企业:
第一梯队:(1) Neuralink(美国):侵入式脑机接口先驱,开发柔性电极阵列与手术机器人,实现脑控机械臂、智能家居等高复杂度应用,临床案例覆盖运动 / 语言功能重建,技术成熟度全球领先。
(2) Blackrock Neurotech(美国):全球植入式脑机接口先驱,核心产品"犹他阵列"支持瘫痪患者意念控制机械臂,MoveAgain系统获FDA突破性设备认定,商业化进程加速。
(3) Synchron(美国):微创血管内植入技术开创者,通过脑血管植入 Stentrode™实现无开颅手术脑控,已连接苹果Vision Pro头显,支持意念操控智能设备,临床进度紧追Neuralink。
(4) 强脑科技(中国):非侵入式领域标杆,全球首个获FDA认证的脑机接口企业,固体凝胶电极技术突破信号采集精度,智能仿生手帮助超千名肢体障碍者恢复功能。
第二梯队:(1) Emotiv(美国):消费级EEG设备先驱,EPOC系列获红点设计奖,开源SDK吸引开发者,拓展汽车安全、XR情感识别等领域,产品销往全球100+国家。
(2) Precision Neuroscience(美国):开发微创植入式系统,通过血管内路径降低手术风险,聚焦神经系统疾病治疗。
(3) 脑虎科技(中国):侵入式柔性电极领跑者,蚕丝蛋白材料突破生物相容性,全球唯一同时实现实时运动/汉语解码的团队,与华山医院合作完成国产首例侵入式临床应用。
(4) 博睿康科技(中国):国内最早从事BCI研发,NEO微创系统完成癫痫治疗与运动康复临床试验,获数百家科研机构与医院应用,推动行业标准制定。脑虎科技(中国):侵入式柔性电极领跑者,蚕丝蛋白材料突破生物相容性,全球唯一同时实现实时运动 / 汉语解码的团队,与华山医院合作完成国产首例侵入式临床应用。
第三梯队:(1) BrainGate(美国):研究联盟型企业,20年技术积累,全球首个实现脑控机械臂饮水的团队,专注医疗康复,解码精度达单个神经元级别,数据支撑超百篇顶刊论文。
(2) 三博脑科(北京):联合清华开发 “北脑一号” 植入系统,完成国内首例介入式试验,10 家专科医院落地,手术纳入医保。
(3) Neurolutions(美国):非侵入式康复先锋,FDA 批准首款商用非侵入式系统IpsiHand,通过 EEG 信号恢复上肢功能,覆盖北美超500家康复机构,成本仅为侵入式方案的1/10。
中国代表性企业:
第一梯队:(1) 强脑科技(杭州):全球首个获 FDA 认证的非侵入式企业,固体凝胶电极技术突破信号采集精度,产品覆盖 30 国,智能仿生手助千名障碍者恢复功能。
(2) 脑虎科技(上海):侵入式柔性电极领跑者,蚕丝蛋白材料提升生物相容性,专利数近百件,完成国内首例侵入式临床应用。
(3) 三博脑科(北京):联合清华开发 “北脑一号” 植入系统,完成国内首例介入式试验,10 家专科医院落地,手术纳入医保。
第二梯队:(1) 博睿康(苏州):国内首款脑机接口医疗器械获批,覆盖侵入 / 非侵入场景,支撑脑控假肢精细动作,医疗场景覆盖率 80%。
(2) 阶梯医疗(上海):植入式脑机接口企业,完成中国该领域最大单笔融资,设备采用微创化设计,临床试验实现患者意念控制光标及机械手操作。
(3) 脑陆科技(中国):非侵入式生态构建者,脑智能开放云平台接入十余家三甲医院,SleepUp 睡眠仪等产品实现消费级落地,专利数量居国内前列。
第三梯队:(1) 翔宇医疗(河南):康复医疗器械龙头,成立Sun-BCI Lab脑科学实验室,研发非侵入式8通道干式电极脑电采集装置,抗干扰能力提升40%,2025年拟取证。
(2) 诚益通(北京):与清华大学合作研发脑机接口技术,探索康复及医学方向应用,关注非侵入式与侵入式技术路径,产品覆盖神经调控与疾病诊疗。
(3) 傲意科技(上海):构建“神经接口-机器人-AI算法”三位一体平台,完成七轮融资,产品包括智能仿生手OHand™系列及神经康复外骨骼ORF系列。
来源:行行查