一文讲透:脑际接口原理,政策,以及如何商业化
原创 蚂蚁搬砖 2025年09月29日 08:47 浙江

一、脑机接口的信息采集及处理过程

医疗领域应用主要包括疾病预警、诊断、治疗和功能增强。次要面向的疾病包括癫痫、帕金森、抑郁、疼痛、多动症、自闭症截瘫、卒中、阿尔兹海默症、意识障碍、耳鸣和听力受损、视力受损和睡眠障碍等,以及利用脑状态辅助药物研发和麻醉监测给药。非医疗领域应用方向包括:工业安全监测、车内交互控制和疲劳检测、对外交互、外设控制、睡眠检测和助眠、情绪舒压、认知训练脑健康体检、游戏控制、体育训练和人才选拔、模拟训练和体验产品优化、安全识别认证。美国和中国企业布局目前走在全球市场发展的前列,尤其美国在严肃医疗及侵入式脑机接口产品布局较为集中,国内企业布局主要在睡眠、运动功能恢复、认知训练等方面,以非侵入式产品为主。

二、2024年以来国家层面的脑机接口支持政策梳理

脑机接口收费立项标准在国内逐步推开

热点应用方向的脑机接口企业国家分布

三、脑机接口原理

侵入式、半侵入式、非侵入式产品主要在电信号采集方式上存在区别

脑机接口工作方式

侵入式产品——信号质量高,手术难度大侵入式脑机接口需要将电极或传感器等硬件设备植入到大脑皮层,以直接捕获神经信号,主要优点是信号质量较高,可以实现对神经信号的直接监测和调控。但由于涉及手术风险和可能的健康隐患,侵入式脑机接口的应用范围相对有限,主要目标人群主要是盲人和瘫痪患者

四、商业化

2025年国内脑机接口市场规模有望达到 38 亿元

脑机产品研发路径丰富,功能及应用场景互补脑机接口按照信号采集方式可以通常分为侵入式、半侵入式和非侵入式三大类别。

目前侵入式脑机接口的研究主要集中在开发新型材料以及更精细的电极以提高生物相容性,非侵入式产品研究主要集中在改进材料以提升电极导电率、改进结构以促进电极与皮肤充分接触。

全球脑机接口市场结构中非侵入式产品占比最大

海外脑机接口创新企业布局以侵入式产品为主

半侵入式产品——较高的信号质量,较低的临床风险半侵入式脑机接口介于非侵入式和侵入式脑机接口之间,虽然仍需要通过手术布置电极,但电极并不植入大脑皮层。目前主要应用技术为皮质电描记术(ECoG),使用放置在大脑裸露表面上的电极来测量大脑皮层的电活动。1950年代,它在蒙特利尔神经病学研究所首次使用。这被称为半侵入式,但仍需要开颅手术植入电极。因此,仅在出于医学原因(例如癫痫病)需要进行手术时才使用它。电极可置于硬脑膜外(硬膜外)或硬脑膜下(硬膜下)。条状或网格状电极覆盖了皮质的大面积区域(从4到256个电极),从而可以进行各种各样的认知研究。

介入式脑机接口产品通过支架植入的方式收集电信号

11月在上海完成人体首例植入手术,患者术后可脑控喝水,预计产品商业化落地速度将快于侵入式脑机接口产品。在介入式脑机接口产品方面,美国企业Synchron的产品Stentrode已在美澳完成10名患者植入,2025年5月苹果推出相关脑机接口协议,使Stentrode产品可控制iPad、iPhone等设备。

国内目前进展较快的是心玮医疗,其与南开大学合作研发的介入式脑机接口产品目前已经完成动物试验植入,未来将逐步推进人体临床

半侵入式脑机接口有望更快商业化落地

非侵入式产品——安全性较高,可应用于非医疗领域非侵入式脑机接口产品通过外部设备采集脑电信号,无需手术植入电极,由于其无需手术、安全且可扩展的特性,是目前应用范围最广泛、商业化程度最高的脑机接口技术。产品通常通过头皮贴附电极或近红外光谱等方式采集信号,由于安全性较高适合长期使用,大部分设备轻便且便携性较强,适用于家庭、户外场景。且由于无需复杂手术和植入物维护,单词使用成本也相对较低。

国内企业在非侵入式产品布局较为集中

五、头部企业产品梳理(部分)--美国 Neuralink

美国Neuralink——全球脑机接口前沿创新研发企业Neuralink成立于2016年,是马斯克创立的一家致力于研发开发先进脑机接口技术的企业,企业使命是通过脑机接口技术,帮助人类与机器融合,提供新的认知和身体能力增强的工具。

2019年Neuralink首次推出植入物设计,通过采集大脑活动信号传导到终端设备来实现人机交互。

2021年4月,公司发布猴子实验进展,通过脑机接口训练猴子控制计算机光标。

2023年5月,公司获得美国FDA人脑植入设备临床试验权限。2024年1月,公司完成首例人类大脑设备植入手术。Neuralink植入物N1:N1植入物的尺寸约为23*8毫米,手术植入后,N1植入体位置与将与头盖骨齐平,不会影响使用者外观。N1植入物提供全天的电池续航时间,并且可以无线充电,N1记录并传输大脑活动,让使用者能够控制电脑。N1植入物通过分布在64根线上的1024个电极记录神经活动,每根线都比人的头发丝细。

Neuralink N1植入物主要构成部分

Neuralink R1机器人

N1 应用程序

头部企业产品梳理(部分)--翔宇医疗

翔宇医疗——聚焦非侵入式技术康复领域应用翔宇医疗布局脑机接口较早,为现阶段的重点研发方向,目前聚焦非侵入式技术在康复医疗领域的应用。技术方面,公司拥有核心算法知识产权,自主研发高精度多模态脑机接口康复设备,立足解决临床适用需求。目前,公司已成立Sun-BCI Lab脑机接口实验室,聚焦五大研发方向,涵盖了脑电采集装置(Sun Link)、脑控产品(Sun Brain)、生活场景类产品(Sun Live)、自研算法(Sun Dip)、大脑生物医学(Sun BME)。公司还将重点研发神经反馈、认知筛查、睡眠障碍干预、新生儿脑电监测等方向的设备,同时推动现有运动康复类产品和认知类产品的智能化迭代升级。目前公司已承担脑机接口方向国家重点研发计划2项。

翔宇医疗脑电采集装置Sun Link

翔宇医疗Sun-BCi Lab实验室三大突破技术

翔宇医疗运动康复领域部分脑机接口产品示例

翔宇医疗运动康复领域部分脑机接口产品布局特点