從語言解碼到智能交互，腦機接口商業化之路還有多遠？

日期：2025年1月15日 上午9:40作者：頭豹 編輯：Annie

腦機接口（BCI，Brain-Computer Interface）技術近年來在多個領域取得了重要進展。近期，復旦大學附屬華山醫院開展的腦機接口語言解碼臨床試驗取得了積極成果。兩位語言功能受損的患者在試驗後恢復良好，通過實時解碼漢語，成功實現了意念合成漢語、驅動數字人和與大語言模型的互動。此外，患者還能夠將腦電信號轉化為控制指令，實時操控靈巧手，展示了腦機接口在神經康復和人機交互方面的潛力。

與此類似，全球範圍内多個腦機接口技術的應用案例也不斷湧現。馬斯克的神經科技公司Neuralink，正在開發通過腦機接口恢復癱瘓患者運動功能的技術，力圖實現大腦與計算機、機器人之間的高效互動。國内一些研究機構和企業則專注於智能家居和醫療康復等應用，探索通過腦電控制設備，推動無障礙生活的實現。隨著腦機接口技術的不斷突破，醫療康復、人機交互等領域的前景逐漸明朗。儘管該技術仍處於實驗階段，但它為治療神經系統疾病和恢復功能性障礙提供了新的思路，未來有望對提升生活質量、推動社會進步產生深遠影響。

01 腦機接口行業綜述

腦機接口（Brain Computer Interface，BCI，或Brain-Machine Interface，BMI）是指在人或動物大腦與外部設備之間創建的直接連接，實現腦與設備的信息交換。腦機接口的工作流程包括腦電信號的採集和獲取、信號處理（特徵提取和分類判斷）、信號的輸出和執行，最終再將信號反饋給大腦。信息採集方式主要是通過傳感器，例如腦電帽採集大腦信號；信號處理主要包括信號處理、特徵工程、分類回歸三個步驟。因頭皮腦電信號幅值很小，且容易受到肌電、眼電、心電等幹擾，因此需通過信號處理提高其信噪比；特徵工程主要是特徵提取，包括時域、頻域、時頻域、黎曼空間等；分類回歸是使用機器學習算法從頭皮腦電中解碼其含義。信號的輸出和執行是根據腦信號的含義向外界設備發送指令，以完成使用者意圖。

根據信息採集技術可將腦機接口分為三類，非侵入式、半侵入式和侵入式。

・非侵入式腦機接口：非侵入式接口不進入大腦，如使用腦電帽。這種方式可以在頭皮上監測到群體神經元的放電活動，但由於顱骨對神經信號的衰減作用和對神經元發出的電磁波的分散和模糊效應，使得信號分辨率不高。

・侵入式腦機接口：侵入式腦機接口通常直接植入到大腦的灰質，因此可獲得質量較高的神經信號。其缺點是但這種方式會對大腦造成一定的損傷，電極的植入不但會損傷大腦神經元，還容易引發免疫反應和愈傷組織，進而導致神經信號質量的衰退。在幾個月或幾年後，電極就無法監測到電極活動了。

・半侵入式腦機接口：半侵入式腦機接口一般植入到顱腔内，但位於灰質外。主要基於皮層腦電圖進行信息分析。其空間分辨率優於非侵入式，但不如侵入式腦機接口，且引發免疫反應的幾率較小。

腦機接口的發展階段還處在實驗室展示的水平，行業主要進入壁壘是人才壁壘和核心零部件壁壘。腦機接口行業也仍處於市場培養階段，行業實現商業化還有較長的路程，但腦機接口擁有廣闊的市場空間和應用前景，同時，在各國政策支持鼓勵下，腦科學成為硬科技投資領域的熱門賽道。

・商業模式：腦機接口目前還處在市場培養階段，距離盈利還有漫長的路程；

・技術壁壘：腦機接口技術壁壘主要分為人才壁壘和核心零部件壁壘；

・投融資：腦科學成為硬科技投資領域的熱門賽道。

02 腦機接口行業產業鏈分析

腦機接口行業產業鏈上遊包括硬件和軟件的研發；產業鏈中遊是腦機接口平台；產業鏈下遊是各類應用領域，包括醫療、教育、遊戲、智能家居、軍事等。

腦機接口屬於高度體系化的行業，需要產業間的整體協調。中國腦機接口發展時間較晚，產業鏈發展成熟度不足，上遊供應廠商佈局‌薄弱，部分環節受限於海外企業。當前腦機接口市場總體規模有限，研發投入費用過高，業内的年研發成本投入普遍超過年收入的80%，達到千萬級别。底層技術公司需10年以上投資回收期，應用類公司也需約3年回收期,產業鏈整體建設成本昂貴，使得當前中國腦機接口產業鏈發展成熟度高度不足，缺乏專有供應商，芯片領域是當前中國腦機接口產業鏈中發展最為薄弱部分，上遊佈局不足也導致高度體系化的腦機接口產業成果脫節。

中國腦機接口產業發展高度依賴國家政策支持，腦機接口企業依賴和政府、科研、醫療等領域展開生態合作。由於中國腦機接口產業鏈發展完善程度不足，和政府、科研機構、醫療機構等單位開展生態合作將成為中有企業發展的重要依託。企業聯合高校共同開展相關課題研究，並最終轉化為成果；企業聯合醫院開展臨床試驗，獲取臨床試驗數據，建立數據庫，降低開發成本；依靠於政府的政策扶持，有利於推動行業整體發展。

03 腦機接口行業競爭格局

腦機接口行業目前仍處於起步階段，行業内並無上市企業或具備壟斷實力的企業，較早進入行業的企業及美國企業在全球行業市場具備競爭優勢。‌

中國腦機接口企業起步時間較短，在技術上和美國相關企業存在一定差距。美國早在1989年就率先提出全國性腦計劃，開始腦機接口相關技術研究，2012年，美國推出腦計劃並提供超過40億美元資金支持，美國大多腦機接口企業成立於2010年左右。在「十三五」期間，腦科學研究才納入中國國家戰略規劃，中國企業成立於2015年前後。行業普遍觀點認為中國腦機接口企業和美國腦機接口企業存在5-8年技術差距，在侵入式腦機接口領域的差距達到10年，使得中國腦機接口企業在市場競爭上略有不足。中國腦機接口產業鏈完善程度不足，腦機接口中遊企業‌發展受限。中國腦機接口企業的腦電信號採集設備、操作軟件等上遊關鍵軟硬件國產化程度不足，嚴重依賴海外企業，2021年10月，美國將腦機接口相關產品出口納入限制，中遊企業發展受限。

隨著腦機接口技術‌納入國家戰略規劃，資金扶持力度加大，中國腦機科學產業鏈有望‌逐步完善。‌中國政府對腦科學領域提出了明確的研究計劃和研究方向，中科院成立了包含20個院所80個精英實驗室的腦科學和智能技術卓越創新中心，各領域科學家針對腦科學計劃提出了「一體兩翼」的佈局建議，每年投入經費超過5億元人民幣。

文章來源：頭豹公眾號