多种脑机接口技术路线“竞技”，实现商业化还需哪些突破？

时下最“炙手可热”的脑机接口领域的竞争格局正在发生巨大变化。

日前，马斯克旗下脑机接口公司Neuralink公开称，今年1月对首例人类实施脑机接口植入手术后，其设备出现机械故障，神经元监视线似乎已从该参与者的大脑中脱落。这一消息引发业内对于脑机接口技术安全性、适宜性的探讨。

然而，国内脑机接口技术进展不断，技术路线也均有所不同。

4月下旬，浙江大学脑机调控临床转化研究中心发布首例通过脑机接口技术实现一名76岁的志愿者以“意念操控”机械臂书写汉字的消息；在此之前，首都医科大学宣武医院完成一例无线微创植入脑机接口NEO（Neural Electronic Opportunity）术，令瘫痪患者在居家脑康复训练后做到了“脑控”自主喝水。不同技术路线下的产业应用前景如何？

多种技术路径

作为关注度极高的未来产业之一，我国正在加速推进脑机接口技术、企业等领域发展。政策上，“十四五”规划和2035年远景目标将“脑科学”列为国家重点前沿科技项目。在今年，脑机接口更是被工信部等七部门列为《关于推动未来产业创新发展的实施意见》的十大标志性产品之一。

第一财经梳理发现，现阶段，脑机接口技术路线分为非侵入式、侵入式、半侵入式和介入式。国际主流技术来看，Neuralink所采用的柔性电极芯片需要在颅骨上开孔植入，为侵入式；而同为美国创企的Synchron所采用的网笼状电极则通过静脉植入到皮层血管，为介入式，这一技术在国内目前暂无代表性企业。

浙江大学脑机调控临床转化研究中心神经疾病分中心主任、浙大二院神经外科教授张建民告诉记者，侵入式脑机接口设备，是将提取大脑信号的电极直接插入到大脑运动皮层，“尽管这一技术会对人脑产生一定损伤，但其最大优势是能够将大脑信号以较大的空间分辨率提取出来，这对后续的精准信号解码、转化为外部控制提供了前提条件。”

张建民称，团队在2014年就针对“癫痫”开展了半侵入式脑机接口的临床研究，2019年开始，团队在上述这名志愿者身上实现了侵入式脑机接口电极的临床应用，“本以为电极会在2～3年后因为排异反应或者（其他化合物）包裹而信号越来越弱甚至失效，没想到电极植入5年来信号依然稳定；这与材料的生物相容性、电极植入的位置都有关联。

“作为临床医生，我们发现其实有许多中风病人，虽然经抢救后他们的生命得以存续了，但他们的语言、行为等功能上仍然存在障碍；那么脑机接口技术就能为他们的运动康复提供一定的重建路径。”张建民说，未来，如果电极能做到更细小、更轻便并且效率更高时，对大脑的损伤才会降到最低，“脑机接口一定会在技术迭代下展现很好的应用前景”。

上述NEO技术的开发方、清华大学医学院教授洪波则表示，和Neuralink侵入式脑机接口技术所不同的是，其团队采用的脑机接口是将电极放在大脑硬膜外，这一技术不破坏神经组织，通过体内机和体外机耦合完成信号的输入与输出，“电极还可以长期放置，采集到信号的波幅、带宽、频率等能够满足目前临床的需求。”

记者也在采访中了解到，比起侵入式、半侵入式，非侵入式的脑机接口或更具有更强的产业化和应用潜能，比如睡眠监测、专注力测试与训练，以及娱乐、游戏等。

“我们这款LineMe无线可穿戴高速率脑机接口设备仅重75g，已经实现了千人以上的即戴即用，穿戴者可以实现‘脑控打字’，目前的应用场景是照护和康复。”江苏集萃脑机融合智能技术研究所相关负责人告诉记者。

该负责人称，侵入式和非侵入式作为两种脑机接口技术方案，各自有不同的应用场景，“侵入式脑机接口采集到的信号精度高，但需要进行外科开颅手术，使用的代价很大；而非侵入式一旦能解决信号的质量及稳定性，提高信息传输速率，便能让脑机接口技术尽快从实验室走向应用。”

商业化仍存挑战

尽管脑机接口领域各类技术“百花齐放”，但其产业格局仍不够明朗。

国信证券研报称，全球提供脑机接口产品和业务的公司有200余家，主要集中在美国和中国。另根据麦肯锡预测，2030年～2040年，全球脑机接口产业的市场规模在700亿～2000亿美元（约合人民币5100亿～14000亿元）之间；也就是说，到2040年，全球脑机接口最多可以产生约合人民币1.42万亿元的经济价值。

另有Pitchbook数据显示，2021年，全球脑机接口行业投融资数量达49笔，融资总额为5.68亿美元。2022年～2023年11月28日，全球脑机接口行业投融资数量减少到37笔，融资额为2.63亿美元，是自2015年以来的第二高水平。

记者也发现，国内一级市场中，参与脑机接口企业（企业团队背景多为清华、浙大、中科院等技术工程师）投资的均为头部基金，也有政府引导型基金参与了一部分脑机接口初创企业的天使轮。比如，脑虎科技从2021年创办至今已经完成3轮融资，由红杉中国种子基金、盛大集团、涌铧投资等领投；臻泰智能从2018年创办至今也已完成了3轮投资，由联想创投、胡杨林资本等领投；另有博睿康也在2022年12月前就完成了数亿元C轮融资。

“脑机接口这个赛道还处于早期阶段。”一位科技创投人士告诉记者，国内多所重点高校和医疗机构聚焦在不同脑机接口的技术路线上，技术方向也各有利弊。从患者接受度层面看，非侵入式、介入式的脑机接口设备相对来说比较好，但从疗效来看，侵入式的脑机接口设备会更有优势。

“要实现脑机接口设备在临床落地，还需要看其能解决哪些‘刚需’适应症，癫痫治疗较为迫切但患者体量不大，阿尔茨海默症、抑郁症的患者体量大但急迫性不足。”上述人士说，脑机接口产业目前还在持续观望中，技术趋势则会逐步往无创、介入的方向走，“最重要的是，临床医生使用脑机接口技术或设备需要解决收费问题，这一整个过程会比较漫长。”

还有哪些脑机接口技术或将获得市场青睐？斯坦福大学科学家沃夫特·格林利夫表示，一方面，脑机接口技术应用在汽车、运输等领域，可以通过监测认知状态，在驾驶员困倦或者分心时发出警报以提高驾驶安全性，或用于车辆免提控制等，东风日产和天宝Trimble等公司正在研究相关应用；另一方面，脑机接口技术应用在教育、培训等领域，则可以检测学习过程中的认知状态，并提供个性化反馈以增强学习过程，或在体育或专业经济环境中，帮助个人优化心理表现和注意力。此外，neurable和emotiv等企业正在开发非侵入式的耳机，将大脑信号转化为指令，从而实现免提控制并增强游戏体验。

“要开发出在商业上可行的脑机接口技术，仍需克服不少调整，包括改善信号采集、确保用户安全和舒适，以及解决道德隐私和数据安全问题等。”沃夫特·格林利夫补充。