當意念可以操控機器,失語者能“開口說話”,癱瘓者能重新站立行走,這些科幻場景正通過腦機接口技術一步步走向現實。
近日,腦機接口領域迎來重大政策利好,在《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十五個五年規劃的建議》中,腦機接口被正式列為未來產業六大方向之一,標志著這一領域正式上升至國家戰略層面。
這已是中國在短短幾個月內對腦機接口領域的第二次重磅政策支持。今年7月,工信部等七部門聯合發布《關于推動腦機接口產業創新發展的實施意見》,為產業發展指明方向。
01、什么是腦機接口
國家醫保局對腦機接口的定義是:在大腦與外部設備之間建立直接連接的通路。腦機接口通過識別腦電波特征直接讀取大腦意圖,將其轉化為計算機指令,實現人與機器之間的交互聯通。
簡單來說,腦機接口本質上是一種通信系統,只不過這種通信不是通過語言或動作,而是直接讀取大腦信號。
這種“腦在環路”的通信模式具有獨特性:大腦與計算機作為兩個智能控制器相互調整與優化,展現出互適應性。
腦機接口技術根據實現目的不同,可分為腦感知技術和腦調控技術。腦感知技術重在“解譯腦機制”,通過分析大腦信號解碼出大腦意圖;腦調控技術則重在“解析腦機制”,目標是治療神經與精神疾病和增強認知功能。
一個完整的腦機接口系統由腦信號、腦機接口硬件和軟件組成。硬件負責腦信號的獲取、放大、數字化和傳輸;軟件則負責數據采集、信號分析和輸出執行。
02、技術路線:侵入式與非侵入式并存
根據腦信號采集方式,腦機接口可分為侵入式、半侵入式和非侵入式三種技術路徑。
非侵入式只需通過附著在頭皮上的穿戴設備來記錄和解讀大腦信息,避免了昂貴和危險的手術,但信號強度和分辨率不高。
半侵入式將腦機接口植入于顱骨內腔與大腦皮層之間的硬膜外/下間隙,基于皮層腦電圖采集神經電信號,信號分辨率與強度介于侵入式與非侵入式之間。
侵入式需通過開顱手術將電極陣列直接植入大腦皮層灰質,可以獲得高質量的神經信號,但存在顯著臨床風險和成本。
業內專家指出,腦機接口的最大瓶頸不在算法,而在信號采集。近年來,便攜和無線化的EEG系統因成本低、操作簡便而成為研究主流。
03、產業化轉折點已至
政策支持不斷加碼是推動腦機接口產業化的重要動力。除了國家層面的戰略規劃,北京、上海、四川、山東等地也紛紛發布地方行動方案,推動腦機接口產業化發展。
補貼支持政策同樣給力:武漢光谷出臺“腦機接口11條”,對重大腦機接口產品研發按研發費用最高30%給予支持,額度最高不超過5000萬元;上海設立總規模約150億元的未來產業基金;江蘇對入選項目給予最高3000萬資金支持。
技術與臨床持續突破則從另一維度加速了產業化進程。
今年6月,中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心聯合復旦大學附屬華山醫院與相關企業成功開展了我國首例侵入式臨床試驗,標志著我國在侵入式腦機接口技術上成為全球第二個進入臨床試驗階段的國家。
“北腦一號”GCP多中心臨床試驗于今年10月正式啟動,是國際上首次實現百通道以上、無線全植入、準實用化的半侵入式腦機系統。幫助脊髓損傷、腦卒中、漸凍癥患者實現運動、言語功能的替代和康復。
同時,侵入式腦機接口“北腦二號”智能腦機系統基于高通量柔性微絲電極采集腦皮質內大規模神經元放電信號,其1024通道有線版已實現猴子用意念攔截運動目標的突破性成果,有望于明年進入臨床驗證階段。
我國自主研發的NEO微創腦機接口系統更是入選《Nature》2025年值得關注的科學事件,作為中國“腦機接口”領域的代表被特別報道。
國外企業也不甘示弱。Neuralink目前已使7人能夠用“意念控制”技術,并計劃在2028年實現大腦全面訪問;Synchron采用血管系統植入方式,不需要腦部手術,已籌集2億美元推進其制造醫生可以通過血管插入的大腦植入物的工作。
04、百億美元市場待挖掘
隨著技術突破與政策支持,腦機接口商業化進程正在加速。
據Grand View Research統計數據,全球腦機接口市場規模由2019年的12億美元增長至2023年近20億美元,復合年增長率超13%。據麥肯錫測算,全球腦機接口在醫療應用領域的市場規模2030年有望達到400億美元,到2040年突破1450億美元。
我國腦機接口產業規模也在不斷提高。據前瞻產業研究院數據,我國腦機接口行業市場規模從2020年的10億元增長到2023年的17.3億元,占全球市場規模比重提升到12.5%。
投融資方面,有創技術路線投資額呈現增長態勢,吸引了53%的資金投入。約一成的投資金額注入上游環節,近兩成資金流入中游,七成資金集中投向下游,且興趣方向明顯向醫療健康聚焦。
從全球生態看,中美兩國主導了腦機接口產業發展,大多數企業總部設在美國和中國。八成以上企業從事無創研發,因為有創技術涉及手術植入等高風險操作環節,具有較高的技術壁壘。
05、腦機接口的無限可能
腦機接口技術正經歷從1.0時代到3.0時代的演進。3.0時代的特點是感知、刺激、控制技術融合發展,不僅能精準感知大腦活動信號,還能依據這些信號對大腦狀態進行調控,同時實現對外圍設備的有效控制,為用戶提供更自然、智能的交互體驗。
在醫療領域,腦機接口有望讓癱瘓者行走、讓失語者“說話”、讓盲人“復明”;在消費領域,腦機接口可能重塑教育、娛樂和日常交互方式。
隨著技術的不斷突破和政策的持續支持,腦機接口正從實驗室走向產業化,從概念走向現實。未來十年,我們將見證這項技術如何改變人類與世界的互動方式,如何重塑醫療健康、智能控制、腦功能評估等多個領域。
腦機接口的未來已來,它不僅是科技創新的前沿,更是人類探索自身潛能的新篇章。
審核編輯 黃宇
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