意念控物成真？腦機接口新突破！

貝克街探案官

腦機接口到底如何工作，目前進展如何？

作者魯鎮西

12月18日，國家藥監局在北京召開腦機接口醫療器械工作推進會。會議聽取高等院校、科研院所、醫療機構相關專家學者和研發企業代表意見建議。

此次推進會的召開，意味著腦機接口早已從法律層面被認定是醫療器械，具備臨床條件，而且在同一天，中國公布腦機接口應用新突破，第二例侵入式腦機接口臨床患者，使用該技術后，可在高位截癱情況下，用意念操控輪椅、指揮機器狗，給患者以新生和對未來生活的注入希望。

如果說第一例腦機接口臨床應用的成功具有偶然性，那第二例患者成功使用腦機接口醫療器械，就意味著當前使用的技術路線得到確認，具備大范圍推廣的可能。

中國這場歷經近10年的科技突破，終于在今天迎來碩果，雖然起步明顯晚于歐美，但近年來國內腦機接口技術與國際領先水平差距迅速縮小。

01 腦機接口其實是通信系統

腦機接口（Brain-Computer Interface，BCI）是在大腦與外部設備之間建立直接連接的通路，是建立在生物神經系統與人工計算設備之間的雙向通信橋梁。目前為止，這套通信系統最為人熟知的使用者，就是已故理論物理學家斯蒂芬·威廉·霍金。

究其原理，是因為大腦在思維活動時產生腦電波，腦機接口則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，實現人與機器或外部環境之間的交互聯通，創造讓癱瘓者行走、讓失語者“說話”、讓盲人“復明”等奇跡。

腦機接口器械應用的核心，在于通過生物電信號采集、神經編解碼算法和閉環反饋機制，實現大腦與外部設備的直接信息交互。

腦機接口系統集成了神經科學、信號處理、計算機科學、人工智能以及電子工程等多種技術，主要由用戶（大腦）、腦信號采集、腦信號處理與解碼、控制接口、機器人等外設和神經反饋構成，其中核心組成部分為腦信號采集、腦信號處理與解碼、控制接口。

根據腦機接口系統的結構和功能特性，可分為輸出式，即主要從大腦中獲取信號，并將這些信號轉換為對外部世界的控制指令。例如，殘障人士可通過腦信號控制外部設備，如控制輪椅或假肢、電腦光標或輸入設備。

輸入式則依靠接收外部刺激并將其轉化為大腦內部的感知或認知，以增強或恢復用戶的感官體驗，通常用于恢復受損的感覺能力；雙向交互式則結合了輸出式和輸入式的功能，進一步提高用戶體驗和控制精度。根據信號采集方式和技術，可分為侵入式、半侵入式、非侵入式。

但無論如何分類，腦機接口系統都是為了將腦感知技術和腦調控技術形成閉環，共同作用于使用者。

在2013年之前，腦感知與腦調控技術各自獨立發展，缺乏雙向交互能力與閉環能力；2014年至2023年，腦感知交互性提升，腦調控走向閉環； 自2024年起，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，腦機接口器械發展正式駛入快車道。

02 繞不開的中美競爭和大國博弈

自2018開始，中國著重發展的行業，就繞不開美國，中國加速發展的賽道，就一定會有美國公司在前方橫攔豎擋，腦機接口自然不會例外。

梳理腦機接口上、中、下游，主芯片以歐美企業為主，博睿康等中國企業依舊面臨多方圍剿，以及代工廠隨時會因某種原因限制生產等盤外招，中游競爭格局和上游類似，下游應用層雖然有創新醫療、三博腦科、湯姆貓、科大訊飛等大眾熟知的企業，但應用效果明顯受制于上、中游研發進度。

進一步關注中美研發情況，現階段，中美腦機接口行業之間的差別在于，美國侵入式整體領先，中國在柔性電極等新材料領域有局部優勢，并在半侵入式賽道上開辟了具有中國特色的技術路徑。具體的競爭則體現在核心元器件和關鍵技術卡點上，如新材料與柔性電極；神經芯片與腦電集采設備。

聚焦中國腦機接口優勢分支，國內各研究團隊柔性電極領域展現出強大的創新能力，中科院團隊已研發出全球最小尺寸、柔性最強的神經電極，其截面積僅為美國Neuralink公司同類產品的1/5到1/7，能最大程度降低對腦組織的損傷。

動態電極新范式領域，中科院深圳先進院聯合東華大學，成功研發出能在大腦內自主調控前進方向的“神經蠕蟲”電極，打破了植入式電極的“靜態”傳統，該電極細如發絲，兼具柔軟性與可拉伸特性，并可實現自由驅動。

研究首次提出腦機接口領域的“動態電極”新范式，突破了傳統植入式電極長期處于“靜態”的局限，為腦機接口電極的研究與應用拓展了新路徑。

歷經五年技術攻關，研究團隊借助超薄柔性薄膜制備與導電圖案設計等多個精密工藝步驟，研制出直徑僅196微米、柔軟可拉伸的神經纖維電極，并成功集成60個獨立信號通道。為實現電極的“動態”調控，團隊融合高精度磁控系統與實時影像追蹤技術，使該電極能在兔子腦組織中自主調整前進方向，并穩定采集高質量生物電信號。

電極植入技術方面，針對柔性電極植入難的問題，中科院半導體所研發了剛柔可調的“神經觸手”探針，實現了低損傷植入與長期高質量神經信號記錄。

該探針通過內部集成的微型液壓系統調節壓力，實現在植入初期保持剛性，以精準穿刺腦組織；植入后則恢復柔軟特性，更好地適應腦組織微環境。該方法無需依賴硬質導入工具，即可同時達成低創傷植入與長期高質量神經信號記錄兩大目標。

實驗結果表明，相較于傳統植入方式，該技術能夠顯著降低74%以上的急性損傷，并減輕約40%的慢性免疫反應。在小鼠長期在體記錄實驗中，該探針持續表現出優異的神經元信號質量與信噪比，其信號通道的功能性與單位數量均明顯優于對照組。

而美國則在材料的長期生物相容性和系統集成方面仍有優勢，例如Neuralink的電極集成度與大規模植入經驗相對豐富。但中國在柔性電極的創新結構設計和動態性能上，已展現出獨特的競爭力。

神經芯片與腦電采集設備方面，美國在系統級產品和芯片集成上暫時領先，中國則在特定場景和算法上表現優異；技術卡點方面，中美之間各有側重，中國目前聚焦高端芯片的自主性與可靠性；美國則在技術激進與安全穩健間平衡。

以美國Neuralink為例，其全侵入式技術路線，需移除部分顱骨并植入大量電極，雖然旨在追求最高性能，但也帶來了更高的手術風險。美國FDA對侵入式腦機接口器械的審批又極其嚴格，還因安全性質疑拒絕過Neuralink的人體試驗申請，所以美國這種全侵入式腦機接口器械應用速度，明顯落后于半侵入式和非侵入式。

半侵入式方面，美國的Precision Neuroscience和Synchron是這一路徑的代表。前者已獲批用于短期商業植入，后者則通過血管介入方式，獲得了臨床試驗許可。

聚焦國內，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中國首例侵入式臨床試驗，標志著中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，高通量、無線全植入、準實用化的半侵入式腦機系統。在此實驗中，國內企業芯智達亦有所參與。

除中科院帶領的團隊外，國內三博腦科、心瑋醫療、翔宇醫療等均在其領域內努力夯實臨床應用基礎，加速為后續開展相關業務攻關；燧世智能、朋睿腦科等企業腦機接口類器械也于近期先后獲批使用。中國腦機接口技術，正在迅速縮小與國際領先水平差距。

如在神經信號檢測方面，上海腦虎科技的 256 通道柔性電極陣列實現了最高 4.15 比特/秒的信息傳輸速率，其性能已與 Neuralink 受試者已公開的數據水平相當，以及前文提及的，中科院研發的全球最小尺寸、柔性最強的神經電極。

可以說，今天的腦機接口領域，中國和美國同處于第一梯隊，其他主流國家正處于積極追趕中。

03 十年磨一劍，腦機接口器械飛速發展背后的原因

中國腦機接口行業之所以能飛速發展，源于2016年，決策層將腦科學與類腦研究納入國家戰略，并在在2018年確定了腦科學“地區性計劃”，即在北京、上海分別成立了腦科學與類腦研究中心。

2021年，決策層再次明確：人工智能和腦科學為國家戰略科技力量，而腦機接口技術為其中的關鍵技術之一。次年，《虛擬現實與行業應用融合發展行動計劃（2022—2026年）》提到推進關鍵技術融合創新，其中包括感知交互技術的發展，特別強調了“加強肌電傳感、氣味模擬、虛擬移動、觸覺反饋、腦機接口等多通道交互技術研究”。

至2024年，《腦機接口標準化技術委員會籌建方案》明確了三大工作計劃，包括優化完善標準化路線圖，即明確腦機接口研制優先次序并統籌推進腦機接口標準制定；加快關鍵技術標準研制，即在明確優先次序的基礎上圍繞腦電采集、信號獲取/處理、信號輸出/執行等環節的各項標準開展研究；推動標準宣貫實施，即引導企業在研發、生產、管理等環節對標達標。

進入2025年腦機接口相關文件進入井噴階段，其中《采用腦機接口技術的醫療器械：用于人工智能算法的腦電數據集質量要求與評價方法》為腦機接口臨床應用打下基礎；《神經系統類醫療服務價格項目立項指南（試行）》確立收費明細。

《關于推動腦機接口產業創新發展的實施意見》則明確了2027年實現“電極、芯片等關鍵技術和整機產品性能上達到國際先進水平，并初步建立技術、產業和標準體系”，2030年綜合實力要邁入世界前列，同時對腦機接口產業進行了系統性規劃。

隨后包括上海、北京、江蘇、安徽、山東、河北等多省份跟進推出配套文件，扶持腦科學和類腦科學相關產業發展的戰略規劃，這極大推動了技術和產業的全面進步與發展。

圖源：西南證券

在金融支持方面，中國大量創業公司仍處于初創階段，傾向于全賽道布局且侵入式受捧。美國在融資總額和單筆金額上長期保持領先，尤其是有Neuralink這樣的明星公司拉動大盤；而中國市場增長迅猛，尤其是在2021年后呈現爆發式態勢，但融資規模與美國仍有數量級上的差距。

根據中國信息通信研究院的統計數據，全球腦機接口產業鏈中的核心企業數量已超過800家，廣泛分布于50余個國家。從地域分布來看，美國和中國在企業數量與集聚度上領先，成為全球腦機接口產業的雙核心。

產業分布方面，中國腦機接口產業呈現出“無創與有創技術路線兼具、民營中小企為主體”的格局，在地域分布上高度集中于北京、廣東、浙江、上海和江蘇五省市，集聚效應顯著。

研發方向上，據中國信息通信研究院及中國腦機接口產業聯盟統計數據，國內企業明顯傾向于無創路徑，占比高達88%，超出全球平均水平，這主要源于無創技術具備更高的安全性、更低的研發門檻和更快的商業化潛力，尤其契合老齡化社會背景下慢性病管理與健康監測的廣泛需求。

簡單梳理后不難發現，中國腦機接口行業，幾乎聚全國之力迅速追趕國際先進水平，并結合國情推動腦機接口器械迅速落地，未來伴隨相關技術逐步成熟，該行業有望依托企業技術平臺化、AI診療拓展、消費醫療延伸突破等實現多維發展，行業將從規模擴張轉向更高層次的發展階段，并從追趕者逐步成為行業規則制定者，腦機接口器械的發展情況，值得市場期待。

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本文不構成任何投資建議。