腦機接口是通過(guò)神經(jīng)工程實(shí)現大腦與外部設備信息交互的交叉前沿技術(shù),在醫療、教育、游戲等領(lǐng)域有廣闊的應用前景,已成為全球科技競逐的重要賽道。今年以來(lái),從前瞻性臨床試驗到臨床試驗,再到臨床應用,侵入式、非侵入式、半侵入式多技術(shù)路線(xiàn)的每一次突破性進(jìn)展都意味著(zhù)腦機接口產(chǎn)業(yè)化落地進(jìn)程又邁進(jìn)一步。
“戴上帽子無(wú)線(xiàn)接通信號,腦袋已經(jīng)可以很好地控制光標了。玩賽車(chē)游戲過(guò)程中,也可以通過(guò)大腦發(fā)出信號,用意念直接操控小車(chē)避障?!毙g(shù)后僅一個(gè)多月,國內首例侵入式腦機接口系統前瞻性臨床試驗(FIM)近日迎來(lái)階段性新進(jìn)展,一位四肢截肢多年的受試者的康復訓練仍在持續進(jìn)步中。
重獲“掌控感” 侵入式技術(shù)路線(xiàn)迎來(lái)新突破
今年3月25日,上述前瞻性臨床試驗受試者在復旦大學(xué)附屬華山醫院完成手術(shù)。試驗的順利開(kāi)展也意味著(zhù),在上海市級科技重大專(zhuān)項、市科委戰略前沿腦機接口專(zhuān)項支持下,階梯醫療成了全球范圍內第二家、中國第一家進(jìn)入產(chǎn)品臨床試驗階段的侵入式腦機接口公司。
圓形、直徑26毫米、厚度不到6毫米、電極直徑為頭發(fā)絲的1/100——近日,在階梯醫療位于上海的實(shí)驗室,公司創(chuàng )始人、中國科學(xué)院腦智卓越中心研究員趙鄭拓向記者展示了公司自主研發(fā)的腦控植入體及系統運行方式。
“這款植入體的尺寸只有馬斯克旗下腦機接口公司Neuralink產(chǎn)品的一半。我們采用超柔性電極設計方案,通過(guò)微納加工工藝和材料科學(xué)創(chuàng )新,把電極做到細胞尺寸且有良好的生物相容性和機械性能?!壁w鄭拓介紹道,“只需在顱骨上開(kāi)一個(gè)3至5毫米的微孔,用成熟的神經(jīng)外科微創(chuàng )穿刺技術(shù)就能完成。植入后可與腦組織形成‘無(wú)瘢痕’界面,長(cháng)期穩定記錄神經(jīng)信號,將大腦活動(dòng)傳輸出來(lái)并翻譯成對外部設備的各種控制指令?!?/p>
“受試者良好的術(shù)后恢復情況,將加快推動(dòng)第一代侵入式腦機接口系統的注冊取證進(jìn)度。我們計劃今年開(kāi)展3至4例前瞻性臨床試驗,明年初開(kāi)啟大規模多中心注冊臨床試驗,預計將開(kāi)展30至40例植入手術(shù)。如一切順利,有望于2028年實(shí)現產(chǎn)品上市?!壁w鄭拓稱(chēng)。
記者了解到,從前端電極到系統,階梯醫療已實(shí)現研發(fā)、設計、生產(chǎn)、測試整個(gè)鏈條的自主可控?!拔覀兿M趪鴥冉⑵鹗滋譓EMS醫療器械級別的神經(jīng)電極產(chǎn)線(xiàn),使得腦機接口原本前端的傳感器從實(shí)驗室概念,變成真正成熟可靠的、可量化生產(chǎn)的產(chǎn)品?!壁w鄭拓表示,除了短期聚焦運動(dòng)功能重建、語(yǔ)言解碼等產(chǎn)品,公司長(cháng)期還計劃結合大語(yǔ)言模型與具身智能機器人,持續探索人機共生新形態(tài)。
關(guān)鍵技術(shù)多點(diǎn)突破 未來(lái)賽道前景可期
從科學(xué)幻想到前沿基礎研究探索,從顛覆性技術(shù)突破到走出實(shí)驗室在應用領(lǐng)域鋒芒初顯,腦機接口邁向產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程近年來(lái)可謂“突飛猛進(jìn)”。除了侵入式腦機接口系統前瞻性臨床試驗,來(lái)自不同科研團隊多個(gè)技術(shù)路線(xiàn)探索也正不斷取得進(jìn)展。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的《2025腦機接口藍皮書(shū)》顯示,中國已經(jīng)涌現出一批腦機接口創(chuàng )新企業(yè)。其中,采用非侵入式技術(shù)路線(xiàn)的公司包括強腦科技、腦陸科技、柔靈科技、愛(ài)朋醫療、三博腦科等,而非侵入式腦機接口產(chǎn)品也已有量產(chǎn),商業(yè)化落地初見(jiàn)成效。
半侵入式方面,清華大學(xué)醫學(xué)院洪波團隊與博??岛献鞯募夹g(shù)無(wú)線(xiàn)微創(chuàng )植入腦機接口NEO,與Neuralink腦機接口不同。該項技術(shù)是把電極放在大腦硬膜外,采用近場(chǎng)無(wú)線(xiàn)供電和傳輸信號。其中,一位接受臨床試驗植入手術(shù)的椎脊髓損傷患者,在術(shù)后第三天能夠下床坐輪椅。這款產(chǎn)品在去年8月成為我國首款進(jìn)入創(chuàng )新醫療器械特別審查程序的腦機接口產(chǎn)品。
同樣為半侵入式的“北腦一號”由北京腦科學(xué)與類(lèi)腦研究所牽頭成立的北京芯智達神經(jīng)技術(shù)有限公司成功推出。把薄如蟬翼的電極片貼在硬腦膜上,癱瘓病人術(shù)后10天就能用意念控制運動(dòng),漸凍癥失語(yǔ)患者可以實(shí)現近百個(gè)中文詞的交流能力……據介紹,完成人體植入后,首位植入患者很快就實(shí)現了用大腦隔空操控機械臂抓握水杯喝水,還可以做出一些手部動(dòng)作。接下來(lái),北京腦科學(xué)與類(lèi)腦研究所所長(cháng)羅敏敏介紹,“北腦一號”也會(huì )繼續優(yōu)化,最快有望在今年年底通過(guò)申報,正式走入注冊臨床試驗階段。
既能做運動(dòng)解碼,又能做漢語(yǔ)語(yǔ)言解碼,另一家侵入式腦機接口公司腦虎科技也在今年開(kāi)展了語(yǔ)言解碼臨床試驗研究并取得突破。與此同時(shí),高通道電生理記錄系統開(kāi)發(fā)等方面也持續推進(jìn)中。如,滿(mǎn)足侵入式腦機接口日益增長(cháng)的記錄通量需求,無(wú)錫深腦醫療科技有限公司已完成自研1024通道電生理記錄系統的研發(fā)和產(chǎn)品化,4096通道系統的技術(shù)驗證工作也已完成并在進(jìn)行功能樣機開(kāi)發(fā)。
“攻堅”腦機產(chǎn)業(yè) 多方助力產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速
根據咨詢(xún)機構麥肯錫預計,2030年至2040年間,全球腦機接口僅在醫療領(lǐng)域應用的潛在市場(chǎng)規模有望達400億至1450億美元。當前,我國腦機接口產(chǎn)業(yè)已涌現大量初創(chuàng )企業(yè)。前瞻研究院統計顯示,相關(guān)專(zhuān)利申請量、融資事件數量及金額均有大幅增長(cháng),并有百家企業(yè)的產(chǎn)品進(jìn)入臨床階段。初創(chuàng )企業(yè)們不斷創(chuàng )新突破的背后,離不開(kāi)政府層面、耐心資本等各方支持。
資金層面,根據中國信息通信研究院知識產(chǎn)權與創(chuàng )新發(fā)展中心的統計,全球腦機接口行業(yè)投融資活動(dòng)在2020年進(jìn)入活躍期,年投資事件超過(guò)20起,投資總額超過(guò)16億美元。截至2025年2月,全球腦機接口領(lǐng)域投融資事件超過(guò)1500起,總金額接近100億美元。其中,中國相關(guān)事件超過(guò)200起,總金額接近20億美元。
如階梯醫療在今年2月完成3.5億元B輪融資,創(chuàng )國內植入式腦機接口領(lǐng)域融資紀錄,由啟明創(chuàng )投等機構領(lǐng)投;同年1月,傲意科技宣布完成近億元B+輪融資,由華發(fā)集團領(lǐng)投,廣大匯通、合盈資本跟投;去年11月,博??低瓿闪薉輪融資簽約并全面展開(kāi)產(chǎn)品臨床試驗;強腦科技目前也已完成多輪融資。
政策層面,各地發(fā)展目標明晰。北京、上海年初相繼出臺了《加快北京市腦機接口創(chuàng )新發(fā)展行動(dòng)方案(2025-2030年)》及《上海市腦機接口未來(lái)產(chǎn)業(yè)培育行動(dòng)方案(2025-2030年)》。其中,北京市在方案中提出,到2027年要加速推動(dòng)一批腦機接口新技術(shù)、新產(chǎn)品、新模式在多場(chǎng)景的落地應用。
上海在方案中明確,2027年前推動(dòng)5款以上侵入式、半侵入式腦機接口產(chǎn)品完成臨床試驗;面向康復、教育、娛樂(lè )等領(lǐng)域,鼓勵企業(yè)開(kāi)展非侵入式產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。同時(shí),引育5家以上具有腦機接口核心技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)能力的自主創(chuàng )新企業(yè),10家以上產(chǎn)業(yè)鏈上下游國內骨干企業(yè)。
5月12日,四川省經(jīng)濟和信息化廳等8部門(mén)聯(lián)合印發(fā)實(shí)施《四川省腦機接口及人機交互產(chǎn)業(yè)攻堅突破行動(dòng)計劃(2025—2030年)》提出,到2027年,產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節取得重點(diǎn)突破,產(chǎn)業(yè)生態(tài)基本構建,建成一批產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區。引育產(chǎn)業(yè)鏈骨干企業(yè),同步推進(jìn)侵入式、非侵入式兩種腦機接口技術(shù)路徑,完成3款侵入式和5款非侵入式腦機接口產(chǎn)品的研發(fā)及醫療器械注冊,加快實(shí)施省內首例侵入式腦機接口手術(shù),開(kāi)放醫療健康場(chǎng)景,實(shí)現年服務(wù)醫療患者超5萬(wàn)人次。到2030年,四川還計劃引育10家鏈主企業(yè)、100家專(zhuān)精特新企業(yè)和200家創(chuàng )新型中小企業(yè)。
從產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢看,業(yè)內人士表示,隨著(zhù)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化落地縱深挺入,應用場(chǎng)景將深度滲透醫療康復領(lǐng)域,廣泛應用到多類(lèi)疾病診治,同時(shí)從醫療康復場(chǎng)景向泛化場(chǎng)景延伸。未來(lái),腦機接口有望重塑醫療、教育、工業(yè)等領(lǐng)域的交互范式。