从语言解码到智能交互，脑机接口商业化之路还有多远？

日期：2025年1月15日 上午9:40作者：頭豹 編輯：Annie

脑机接口（BCI，Brain-Computer Interface）技术近年来在多个领域取得了重要进展。近期，复旦大学附属华山医院开展的脑机接口语言解码临床试验取得了积极成果。两位语言功能受损的患者在试验后恢复良好，通过实时解码汉语，成功实现了意念合成汉语、驱动数字人和与大语言模型的互动。此外，患者还能够将脑电信号转化为控制指令，实时操控灵巧手，展示了脑机接口在神经康复和人机交互方面的潜力。

与此类似，全球范围内多个脑机接口技术的应用案例也不断涌现。马斯克的神经科技公司Neuralink，正在开发通过脑机接口恢复瘫痪患者运动功能的技术，力图实现大脑与计算机、机器人之间的高效互动。国内一些研究机构和企业则专注于智能家居和医疗康复等应用，探索通过脑电控制设备，推动无障碍生活的实现。随着脑机接口技术的不断突破，医疗康复、人机交互等领域的前景逐渐明朗。尽管该技术仍处于实验阶段，但它为治疗神经系统疾病和恢复功能性障碍提供了新的思路，未来有望对提升生活质量、推动社会进步产生深远影响。

01 脑机接口行业综述

脑机接口（Brain Computer Interface，BCI，或Brain-Machine Interface，BMI）是指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，实现脑与设备的信息交换。脑机接口的工作流程包括脑电信号的采集和获取、信号处理（特征提取和分类判断）、信号的输出和执行，最终再将信号反馈给大脑。信息采集方式主要是通过传感器，例如脑电帽采集大脑信号；信号处理主要包括信号处理、特征工程、分类回归三个步骤。因头皮脑电信号幅值很小，且容易受到肌电、眼电、心电等干扰，因此需通过信号处理提高其信噪比；特征工程主要是特征提取，包括时域、频域、时频域、黎曼空间等；分类回归是使用机器学习算法从头皮脑电中解码其含义。信号的输出和执行是根据脑信号的含义向外界设备发送指令，以完成使用者意图。

根据信息采集技术可将脑机接口分为三类，非侵入式、半侵入式和侵入式。

・非侵入式脑机接口：非侵入式接口不进入大脑，如使用脑电帽。这种方式可以在头皮上监测到群体神经元的放电活动，但由于颅骨对神经信号的衰减作用和对神经元发出的电磁波的分散和模糊效应，使得信号分辨率不高。

・侵入式脑机接口：侵入式脑机接口通常直接植入到大脑的灰质，因此可获得质量较高的神经信号。其缺点是但这种方式会对大脑造成一定的损伤，电极的植入不但会损伤大脑神经元，还容易引发免疫反应和愈伤组织，进而导致神经信号质量的衰退。在几个月或几年后，电极就无法监测到电极活动了。

・半侵入式脑机接口：半侵入式脑机接口一般植入到颅腔内，但位于灰质外。主要基于皮层脑电图进行信息分析。其空间分辨率优于非侵入式，但不如侵入式脑机接口，且引发免疫反应的几率较小。

脑机接口的发展阶段还处在实验室展示的水平，行业主要进入壁垒是人才壁垒和核心零部件壁垒。脑机接口行业也仍处于市场培养阶段，行业实现商业化还有较长的路程，但脑机接口拥有广阔的市场空间和应用前景，同时，在各国政策支持鼓励下，脑科学成为硬科技投资领域的热门赛道。

・商业模式：脑机接口目前还处在市场培养阶段，距离盈利还有漫长的路程；

・技术壁垒：脑机接口技术壁垒主要分为人才壁垒和核心零部件壁垒；

・投融资：脑科学成为硬科技投资领域的热门赛道。

02 脑机接口行业产业链分析

脑机接口行业产业链上游包括硬件和软件的研发；产业链中游是脑机接口平台；产业链下游是各类应用领域，包括医疗、教育、游戏、智能家居、军事等。

脑机接口属于高度体系化的行业，需要产业间的整体协调。中国脑机接口发展时间较晚，产业链发展成熟度不足，上游供应厂商布局‌薄弱，部分环节受限于海外企业。当前脑机接口市场总体规模有限，研发投入费用过高，业内的年研发成本投入普遍超过年收入的80%，达到千万级别。底层技术公司需10年以上投资回收期，应用类公司也需约3年回收期,产业链整体建设成本昂贵，使得当前中国脑机接口产业链发展成熟度高度不足，缺乏专有供应商，芯片领域是当前中国脑机接口产业链中发展最为薄弱部分，上游布局不足也导致高度体系化的脑机接口产业成果脱节。

中国脑机接口产业发展高度依赖国家政策支持，脑机接口企业依赖和政府、科研、医疗等领域展开生态合作。由于中国脑机接口产业链发展完善程度不足，和政府、科研机构、医疗机构等单位开展生态合作将成为中有企业发展的重要依托。企业联合高校共同开展相关课题研究，并最终转化为成果；企业联合医院开展临床试验，获取临床试验数据，建立数据库，降低开发成本；依靠于政府的政策扶持，有利于推动行业整体发展。

03 脑机接口行业竞争格局

脑机接口行业目前仍处于起步阶段，行业内并无上市企业或具备垄断实力的企业，较早进入行业的企业及美国企业在全球行业市场具备竞争优势。‌

中国脑机接口企业起步时间较短，在技术上和美国相关企业存在一定差距。美国早在1989年就率先提出全国性脑计划，开始脑机接口相关技术研究，2012年，美国推出脑计划并提供超过40亿美元资金支持，美国大多脑机接口企业成立于2010年左右。在“十三五”期间，脑科学研究才纳入中国国家战略规划，中国企业成立于2015年前后。行业普遍观点认为中国脑机接口企业和美国脑机接口企业存在5-8年技术差距，在侵入式脑机接口领域的差距达到10年，使得中国脑机接口企业在市场竞争上略有不足。中国脑机接口产业链完善程度不足，脑机接口中游企业‌发展受限。中国脑机接口企业的脑电信号采集设备、操作软件等上游关键软硬件国产化程度不足，严重依赖海外企业，2021年10月，美国将脑机接口相关产品出口纳入限制，中游企业发展受限。

随着脑机接口技术‌纳入国家战略规划，资金扶持力度加大，中国脑机科学产业链有望‌逐步完善。‌中国政府对脑科学领域提出了明确的研究计划和研究方向，中科院成立了包含20个院所80个精英实验室的脑科学和智能技术卓越创新中心，各领域科学家针对脑科学计划提出了“一体两翼”的布局建议，每年投入经费超过5亿元人民币。

文章来源：头豹公众号