腦機(jī)接口技術(shù)作為新興科技領(lǐng)域的一顆璀璨明星,正引領(lǐng)著從理論探索到實際應(yīng)用、從基礎(chǔ)研究到多產(chǎn)業(yè)融合的深刻變革。
從實驗室的前沿研究,到醫(yī)療領(lǐng)域的突破性應(yīng)用,腦機(jī)接口正在重塑人類與科技互動的邊界。科技探索無止境,可以預(yù)見的是,未來在探索精神+科研實力的雙重力量下,腦機(jī)接口將成為更多患者的福音,不再是紙上談兵。
3月31日,2025中關(guān)村論壇年會—腦機(jī)接口創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用論壇召開,會上探討了腦科學(xué)核心理論與人工智能等前沿技術(shù)的發(fā)展如何為腦機(jī)接口技術(shù)帶來創(chuàng)新性的突破。北京腦科學(xué)與類腦研究所(以下簡稱“北京腦所”)聯(lián)合所長、特聘研究員羅敏敏進(jìn)行了“腦機(jī)未來發(fā)展趨勢”的主旨演講,重點介紹了“北腦一號”目前的臨床情況,成為論壇的一大亮點。
從“北腦一號”走向臨床說起
3月27日,北京腦所宣布,其聯(lián)合北京芯智達(dá)神經(jīng)技術(shù)有限公司(以下簡稱“芯智達(dá)”)開發(fā)的“北腦一號”智能腦機(jī)系統(tǒng),在北京大學(xué)第一醫(yī)院、首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院完成首批三例人體植入,患者術(shù)后恢復(fù)良好,已實現(xiàn)初步的運動解碼和常用近百詞中文解碼輸出。
“北腦一號”從實驗室走向臨床,是我國腦機(jī)接口領(lǐng)域的重大突破。“北腦一號”從實驗室走向臨床的過程,也為無數(shù)癱瘓患者、失語患者點亮了希望之光。
據(jù)了解,“北腦一號”智能腦機(jī)系統(tǒng),用于脊髓損傷、腦卒中等導(dǎo)致的運動和/或言語障礙患者的功能替代和康復(fù)治療。系統(tǒng)采用柔性聚合物和微納加工技術(shù),研制了柔軟貼合、高通道數(shù)、高密度的μECoG電極,能夠與腦組織形成良好的共形接觸,大幅降低接觸阻抗,顯著提高腦電記錄的信噪比和空間精度。
北京腦所介紹稱,本次植入的128通道微型系統(tǒng),柔性貼膜電極陣列貼附于硬膜外,與神經(jīng)組織不直接接觸,進(jìn)一步提高安全性。術(shù)后開機(jī)有效通道數(shù)超過98%,達(dá)到了半侵入式腦機(jī)接口在全球?qū)崿F(xiàn)無線全植入人腦的最高信號通量。
關(guān)于“北腦一號”目前的臨床情況,羅敏敏介紹:“現(xiàn)在組織的好幾個解碼團(tuán)隊,每天都在針對北大醫(yī)院、宣武醫(yī)院和天壇醫(yī)院的患者采集數(shù)據(jù),晚上回來分析數(shù)據(jù)校正模型,第二天再去測試,在宣武醫(yī)院患者的語言解碼正確率已經(jīng)超過60%,比想象中的還要順利一點。”
“北腦一號”順利落地
離不開技術(shù)研發(fā)上的突破
從技術(shù)層面來看,“北腦一號”突破了三項核心技術(shù),一是高集成度微型主機(jī),進(jìn)行大通量、低功耗信號處理;二是新一代無線短距通信,完成低功耗、高帶寬數(shù)據(jù)傳輸;三是高實時性、高準(zhǔn)確性、多場景編解碼算法,輸出高精度、低延遲的控制指令,可控制計算機(jī)、智能終端、康復(fù)類設(shè)備等,實現(xiàn)更自然的運動解碼和高準(zhǔn)確度中文語言解碼。
腦機(jī)接口被稱為人腦與外界溝通交流的“信息高速公路”,“北腦一號”的研發(fā)則始于2023年,當(dāng)年由北京腦所牽頭,成立了芯智達(dá),開始研發(fā)“北腦一號”。歷經(jīng)一年多時間的探索,2024年“北腦一號”完成了核心部件研發(fā)和動物實驗驗證,2025年走進(jìn)臨床。
北京腦所儀器儀表中心主任、芯智達(dá)公司研發(fā)部部長張壘曾表示,希望通過這套系統(tǒng),幫助患者恢復(fù)一定的運動、語言能力,產(chǎn)品有望在三年內(nèi)成熟,實現(xiàn)大規(guī)模推廣。
首批三例人體植入也將讓“北腦一號”加速邁向成熟醫(yī)療產(chǎn)品階段。一旦完成臨床轉(zhuǎn)化并實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用,該系統(tǒng)將突破傳統(tǒng)醫(yī)療資源限制,為全球癱瘓及言語障礙患者提供標(biāo)準(zhǔn)化、可復(fù)制的解決方案,真正打通從實驗室研究到臨床應(yīng)用路徑。
此次論壇上,腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布了2025年腦機(jī)接口十大創(chuàng)新成果,十大成果在學(xué)術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品合規(guī)、臨床突破、生態(tài)共建四大維度展現(xiàn)出卓越的價值。除了“北腦一號”,“三合一”顱骨植入式腦脊接口微型設(shè)備、雙環(huán)路協(xié)同演進(jìn)腦機(jī)接口系統(tǒng)、基于混合現(xiàn)實的腦機(jī)接口系統(tǒng)、腦電大模型LaBraM、可充電方向性藍(lán)牙可感知腦起搏器、用于藥物成癮治療的雙靶點植入式腦深部電刺激系統(tǒng)、腦電采集康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備等多項產(chǎn)品也入選了2025年腦機(jī)接口十大創(chuàng)新成果。
兩大技術(shù)路線“雙軌并行”
“技術(shù)就是一層窗戶紙,當(dāng)我們花足夠多的時間去攻克,都會把這層窗戶紙捅破。”這是非侵入式腦機(jī)接口領(lǐng)域強(qiáng)腦科技創(chuàng)始人兼CEO韓璧丞今年2月在2025亞布力論壇第二十五屆年會上的發(fā)言。
腦機(jī)接口至今已經(jīng)有100多年的歷史,最早是在1924年由德國的漢斯·貝格爾醫(yī)生發(fā)起,之后馬斯克的公司Neuralink也開始全力做腦機(jī)接口,引起了世界廣泛關(guān)注。國內(nèi)方面,腦機(jī)接口的研究則起步于20世紀(jì)90年代末,目前也已有多家企業(yè)以及高校、科研機(jī)構(gòu)在“競速”。
深度科技研究院院長張孝榮表示,腦機(jī)接口的技術(shù)路徑主要包括侵入式和非侵入式,侵入式腦機(jī)接口信號好,需要開顱手術(shù),多用于醫(yī)療,通過植入電極直接采集高精度神經(jīng)信號,適用于帕金森病治療、脊髓損傷康復(fù)等深度醫(yī)療場景。非侵入式腦機(jī)接口則不用做開顱手術(shù),依賴穿戴設(shè)備采集腦電信號,安全性高,覆蓋教育輔助、情緒調(diào)節(jié)等輕中度場景。
無論侵入式還是非侵入式腦機(jī)接口技術(shù),都在科研的土壤中深耕,雖然軌跡不同,但也都在朝著技術(shù)的星辰大海奮勇進(jìn)發(fā),這在相關(guān)企業(yè)的發(fā)展中也可見一斑。
截至目前,非侵入式腦機(jī)接口已有商業(yè)化落地,涉及企業(yè)包括腦陸科技、強(qiáng)腦科技、博睿康、創(chuàng)新醫(yī)療等,目前最出圈的則是科技新銳強(qiáng)腦科技,也是“杭州六小龍”之一。
“腦機(jī)科技,開啟生命更多可能性”,這句標(biāo)語在強(qiáng)腦科技的官網(wǎng)頗為顯眼,這也是韓璧丞及其團(tuán)隊所有人的共同愿景。據(jù)了解,強(qiáng)腦科技致力于腦機(jī)接口底層技術(shù)的突破,通過在大腦和外部設(shè)備之間建立信號傳送通路實現(xiàn)兩者信息交換的方式為殘疾人康復(fù)、孤獨癥等腦疾病提供解決方案,目前已有智能仿生手、智能仿生腿等多款產(chǎn)品上市。
而侵入式腦機(jī)接口方面目前仍以科研和早期臨床為主,除了“北腦一號”之外,腦虎科技、階梯醫(yī)療、智冉醫(yī)療等公司在腦機(jī)接口領(lǐng)域也有臨床試驗相關(guān)進(jìn)展,但處于初期階段。今年2月,國內(nèi)侵入式腦機(jī)接口領(lǐng)域還迎來了最大的融資項目,即階梯醫(yī)療完成了3.5億元人民幣B輪融資。
國內(nèi)腦機(jī)接口領(lǐng)域的大門已然開啟,這也成為了不少企業(yè)眼中的新風(fēng)口。經(jīng)梳理,目前已有多家A股公司“跑步入場”,包括巖山科技、誠益通、愛朋醫(yī)療、翔宇醫(yī)療、三博腦科、創(chuàng)新醫(yī)療、復(fù)旦復(fù)華等,均涉及腦機(jī)接口領(lǐng)域研發(fā),不過大多處于實驗室、臨床試驗初期階段。
產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建進(jìn)行時
技術(shù)的誕生是產(chǎn)業(yè)黎明的曙光,侵入式、非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)的不斷更迭也讓市場看到了腦機(jī)接口領(lǐng)域的更多可能。
政策層面,2025年1月8日,北京市科學(xué)技術(shù)委員會、中關(guān)村科技園區(qū)管理委員會、北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局印發(fā)《加快北京市腦機(jī)接口創(chuàng)新發(fā)展行動方案(2025—2030年)》,其中提出到2027年,產(chǎn)出一批重大原創(chuàng)性成果,突破腦機(jī)接口電極、芯片、編解碼算法等關(guān)鍵核心技術(shù)的任務(wù);到2030年,初步形成腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
另外,2025年1月10日,上海市科學(xué)技術(shù)委員會印發(fā)《上海市腦機(jī)接口未來產(chǎn)業(yè)培育行動方案(2025—2030年)》,明確提出加速腦機(jī)接口產(chǎn)品化,培育腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈主體,開展柔性電極、低功耗神經(jīng)信號采集及刺激芯片、醫(yī)療級植入式電池、植入式硅膠、饋通等關(guān)鍵材料與零部件研發(fā)。
天使投資人、資深人工智能專家郭濤表示,政策扶持加速技術(shù)轉(zhuǎn)化,醫(yī)療健康領(lǐng)域持續(xù)深化應(yīng)用已經(jīng)成為腦機(jī)接口發(fā)展的重要驅(qū)動力之一。在政策推動下,預(yù)計未來會有更多產(chǎn)品進(jìn)入規(guī)模化試驗階段。
政策支持也為腦機(jī)接口商業(yè)化按下加速鍵。3月11日,國家醫(yī)保局發(fā)布《神經(jīng)系統(tǒng)類醫(yī)療服務(wù)價格項目立項指南(試行)》,其中專門為腦機(jī)接口新技術(shù)前瞻性單獨立項,設(shè)立了“侵入式腦機(jī)接口置入費”“侵入式腦機(jī)接口取出費”“非侵入式腦機(jī)接口適配費”等價格項目,這也意味著,一旦腦機(jī)接口技術(shù)成熟,快速進(jìn)入臨床應(yīng)用的收費路徑已經(jīng)鋪好。
北京社科院副研究員王鵬亦表示,伴隨著國內(nèi)政策與法規(guī)的逐步完善,預(yù)計腦機(jī)接口的應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷拓展,涵蓋醫(yī)療健康、教育培訓(xùn)、游戲娛樂等多個領(lǐng)域。
在科技部國家科技專家?guī)鞂<抑艿峡磥恚磥砦覈X機(jī)市場的發(fā)展趨勢非常樂觀。隨著政策支持和技術(shù)突破,我國腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)有望在2027年取得重大進(jìn)展,并逐步形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存
談及腦機(jī)的發(fā)展,羅敏敏在論壇上表示,腦機(jī)接口領(lǐng)域還屬于一個早期的階段。在各個方面,包括核心部件、電極信號的采集、無線傳輸信號的分析,還是有一些重大的挑戰(zhàn)需要解決。
周迪也表示,目前國內(nèi)腦機(jī)接口還面臨一些困難和挑戰(zhàn)。首先,腦機(jī)接口技術(shù)研發(fā)需要大量資金投入,而且技術(shù)突破的難度較大,需要不斷試錯和迭代。其次,由于技術(shù)壁壘較高,市場競爭門檻也較高,國內(nèi)企業(yè)需要不斷提高自身技術(shù)實力和創(chuàng)新能力才能取得競爭優(yōu)勢。此外,人才短缺也是一個重要的問題,需要加大人才培養(yǎng)力度以支持行業(yè)發(fā)展。最后,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和監(jiān)管也需要進(jìn)一步完善,以促進(jìn)市場的健康發(fā)展。
張孝榮同樣指出,中國腦機(jī)接口市場將在政策與技術(shù)雙輪驅(qū)動下快速增長,但需攻克核心技術(shù)、構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài),并平衡倫理與商業(yè)化發(fā)展。目前腦機(jī)接口技術(shù)仍未完全成熟,在安全和倫理方面也面臨一定的挑戰(zhàn)。
工業(yè)和信息化部科技司副司長杜廣達(dá)在2025中關(guān)村論壇年會上對腦機(jī)發(fā)展提出了五點建議,一是加強(qiáng)頂層設(shè)計,與有關(guān)部門加強(qiáng)協(xié)同,發(fā)布《關(guān)于推動腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的指導(dǎo)意見》,加強(qiáng)國家層面的政策引導(dǎo),明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)和重點任務(wù),并堅持需求牽引,系統(tǒng)布局,統(tǒng)籌推進(jìn)推動各方形成合力,共促腦機(jī)電子產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展。二是強(qiáng)化技術(shù)攻關(guān),加大對腦機(jī)接口、基礎(chǔ)理論、信號轉(zhuǎn)移、先進(jìn)算法、儀器儀表等體驗技術(shù)研發(fā)的支持力度,持續(xù)開展腦機(jī)接口的重點任務(wù),突破一批標(biāo)志性技術(shù)產(chǎn)品,加速新技術(shù)新產(chǎn)品落地經(jīng)營,鼓勵企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)開展聯(lián)合攻關(guān),突破關(guān)鍵核心技術(shù)的瓶頸,提升技術(shù)自主創(chuàng)新。三是優(yōu)化產(chǎn)業(yè)生態(tài),依托產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和生態(tài)組織,加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)協(xié)作,組織產(chǎn)業(yè)供需對接活動,打通行業(yè)的應(yīng)用地位,加快創(chuàng)新成果落地,積極推動產(chǎn)業(yè)鏈深度融合,促進(jìn)科技成果快速轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)創(chuàng)新鏈產(chǎn)業(yè)鏈的有機(jī)銜接,定期遴選典型案例,樹立應(yīng)用標(biāo)桿。四是夯實產(chǎn)業(yè)支撐,布局腦機(jī)接口前沿技術(shù)專利和標(biāo)準(zhǔn)體系,支持企事業(yè)單位積極開展腦信息采集、數(shù)據(jù)編解碼算法、倫理安全等標(biāo)準(zhǔn)一致,為腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供有力支持。五是健全安全監(jiān)管,加強(qiáng)倫理體系建設(shè),確保技術(shù)應(yīng)用合法合規(guī)。
腦機(jī)是人類在科技探索狂奔中揚起的科技塵埃,未來也將掀起一場聲勢浩大的發(fā)展浪潮,可能重塑邊界,可能顛覆認(rèn)知,也可能遠(yuǎn)超想象。腦機(jī),正在科技培育的沃土中駛向無限可能。