听风辩势∣脑机接口:技术持续突破 临床商用可期
(转自:国金证券第5小时)
脑机接口:技术持续突破
临床商用可期
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据《科创板日报》2025年5月21日讯,近日,由浙江大学脑机智能全国重点实验室联合南湖脑机交叉研究院、附属第二医院、生仪学院、计算机学院等,成功完成国内首例闭环脊髓神经接口植入手术,让截瘫的患者在术后第15天,成功实现自主站立及行走动作,并在术后2个月实现多种日常活动。
背景逻辑
脑机接口技术是未来产业之一
脑机接口(Brain Computer Interfaces, 以下简称BCI),又称“人脑工程”,概念最早出现于20世纪70年代,90年代后逐渐出现技术突破,它是在生物脑与智能机器之间建立信息交流的直接通道,既可以解读脑部信号、控制外部设备,也可以将信息编码输入大脑,实现替代、修复、增强或改善脑功能的作用,以实现大脑与智能机器的双向交互、协同工作及功能融合。
脑机接口系统主要由传感器(电极)、信号处理单元、编解码、用户界面和外部设备组成。根据技术路径差异,其可以分为“非侵入式(脑外)”、“侵入式”和“半侵入式”三类,非侵入式目前市场份额占比约86%。(半)侵入式需要通过手术将电极植入大脑内部,可以获取到更高质量、更精确的神经信号,在一些需要高精度控制的应用中具有优势。其技术发展的难点在于柔性电极稳定性、芯片开发、供应链稳定性以及手术安全性。非侵入式是通过在透皮表面放置电极来采集神经信号,不需要进行手术植入。其技术发展的难点则在于信号的质量与稳定性以及个体差异与适应性。Neuralink、博睿康、微灵医疗和脑虎科技等公司大多采用(半)侵入式技术,或为获得更多电极、更大带宽,实现带宽最大化并与AI融合开发更多功能。Synchron、Blackrock Neurotech、Paradromics、Precision Neuroscience、云睿智能和臻泰智能等公司则倾向采用非侵入式技术。
目前,脑机接口技术主要聚焦在医疗康复、娱乐休闲、教育培训和国防等应用领域,从公开信息看,医疗领域的应用进展比较迅速,从肢体行动障碍、肌萎缩侧索硬化(ALS,渐冻症)到失语症等语言功能类疾病,再到抑郁症等精神类疾病的辅助治疗,各国研究人员正持续探索脑机接口对各类疾病的治疗价值和方法,并逐渐从实验走向临床阶段。
从产业链角度看,脑机接口产业链上游主要是脑电采集设备、操作系统、软件、数据分析和芯片等,中游主要是脑机接口设备和采集平台等,下游则主要涉及医疗健康、教育培训和游戏娱乐等领域。分布数量上,中商情报网报告显示,上游软硬件核心技术厂商占比8%,中游系统集成和生产厂商占比30%,下游应用企业占比约62%。其中,下游应用场景以医疗领域为主,2023年中国脑机接口医疗领域应用占比达到56%。
脑机接口取得
多个领域的技术突破
近年来,随着人工智能和电子信息技术的快速发展,脑机接口(BCI)技术亦进入技术加速变革期。从国外来看,马斯克旗下的Neuralink是侵入式技术路线的业界代表之一。2023年5月,Neuralink表示美国食品和药物管理局(FDA)批准了公司进行人体试验的计划,并于9月正式宣布已经获得独立审查委员会的批准,可向瘫痪患者大脑植入设备,开展首次人体试验。2024年9月,Neuralink的下一代产品“盲视”(Blindsight)获得美国食品药品监督管理局(FDA)的突破性医疗器械认证。随着Neuralink脑机设备陆续植入多名患者体内,马斯克宣布计划在2025年再植入约20至30例并宣称Neuralink近期目标是帮助瘫痪病人实现意念打字,未来逐渐实现“人机共生体”,标志着侵入式技术进入临床实验期。
在非侵入式领域,产品化进展不错。以Meta为例,其于2024年发布的Orion眼镜中配套的肌电手环就采用了先进的肌电图(EMG)技术,能够精准感知手腕肌肉的活动,从而追踪到手指的细微动作。结合眼动追踪功能,Orion还帮助用户能更加自然地与虚拟世界进行交互。据Meta CTO安德鲁·博斯沃思透露,消费者版的Orion预计将在2030年之前面世,届时价格将降至约1500美元。
对于国内而言,脑机接口一直是我们产学研界高度关注的前沿领域。2022年,首都医科大学附属北京天坛医院就开发了脑机接口柔性电极技术,可将2微米电极点植入大脑,保护神经功能,并于当年6月完成国内自主研发的首款介入式脑机接口的动物试验。2024年8月,博睿康医疗科技(上海)有限公司与清华大学生物医学工程系洪波教授团队合作研发的脑机接口产品NEO成为我国首款进入创新医疗器械特别审查程序的脑机接口产品,并于2024年11月在复旦大学附属华山医院成功完成全国第三例、上海第一例临床试验植入手术。2025年3月,北京脑科学与类脑研究所宣布中国自主研发的“北脑一号”智能脑机系统已顺利完成第三例植入,此前“北脑一号”于2023年3月实现全球首例无线植入式脑机接口对卒中偏瘫患者的手术,据悉所有植入者恢复良好。2025年5月,浙江大学脑机智能全国重点实验室联合南湖脑机交叉研究院、附属第二医院、生仪学院、计算机学院等成功完成国内首例闭环脊髓神经接口植入手术,帮助截瘫患者在术后第15天成功实现自主站立及行走动作,并在术后2个月实现多种日常活动。
此外,值得关注的是,近年我国在全产业链核心科技领域成果涌现。今年2月,天津大学与清华大学联合团队成功开发了一款基于忆阻器神经形态器件的新型无创演进脑机接口系统,成功实现人脑对无人机的高效四自由度操控。3月,武汉协和医院叶哲伟教授、周弘博士团队与武汉衷华脑机融合科技发展有限公司合作,融合混合现实技术与脑机接口、多模态影像技术,成功构建集成颅骨、脑组织功能分区、脑血管及侵入式脑机接口装置的微米级三维多模态图谱,为脑机接口的术前规划、术中辅助和术后呈现提供精准指导,提高脑机接口手术的精准性和安全性。4月,海南大学正式发布了自主研发的全球领先脑机接口专用芯片和神经信号调控系统等BCI核心技术产品,标志着我国自主研发的侵入式脑机接口芯片已摆脱外部依赖,实现脑机接口领域全链条技术的自主可控。
产业和医疗政策
支持技术加速临床应用
我国的产业和医疗政策近年来持续支持BCI技术产学研一体化和临床应用发展。我国已将BCI技术列为《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》和《“十四五”规划纲要》中的重点发展领域。2025年2月,国家药监局综合司还发布关于《采用脑机接口技术的医疗器械 用于人工智能算法的脑电数据集质量要求与评价方法》医疗器械行业标准立项的通知,以促进脑机接口技术的医疗器械高质量发展。
同时,各地方政府也加速推进脑机科学的产业化落地进程。2024年5月,北京市政府发布《北京市加快医药健康协同创新行动计划(2024—2026年)》,提出在脑机接口等前沿技术领域部署“核爆点”专项;2024年9月,广东省政府发布《关于加快培育发展未来产业的行动方案》,加快脑科学与脑机接口等技术突破和产业化;2024年至2025年1月,上海市政府先后发布《上海市提升生物医药企业国际竞争力行动方案(2024—2027年)》和《上海市脑机接口未来产业培育行动方案(2025-2030年)》,提出持续支持生物医药企业在脑机接口、AI+医药等国际前沿领域和新赛道加强前瞻布局,提升早期研发等创新能力,培育未来产业。
为了促进医疗消费端应用,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《提振消费专项行动方案》,其中专门把脑机接口纳入高成长性消费新赛道提出。2025年3月,国家医保局发布《神经系统医疗服务价格项目立项指南》,其中专门为脑机接口新技术单独立项,针对非侵入式脑机接口需要不断调试设备的情况,立项指南新增“非侵入式脑机接口适配费”价格项目;针对侵入式脑机接口,立项指南专门设立了“侵入式脑机接口置入费”“侵入式脑机接口取出费”等价格项目。与此同时,湖北省医保局发布全国首个脑机接口医疗服务价格,侵入式脑机接口置入费6552元/次,侵入式脑机接口取出费3139元/次,非侵入式脑机接口适配费966元/次,标志着BCI前沿科技落地民生医疗的基础条件逐步完善。
据Precedence Research研究数据,全球脑机接口市场规模有望从2023年的23.5亿美元成长至2033年的108.9亿美元,对应CAGR为16.6%。麦肯锡2020年研究报告显示,2030-2040年脑机接口全球每年的市场规模可能在700亿到2000亿美元之间。未来,随着BCI技术迭代、国家政策支持以及下游应用需求场景的不断拓展,以医疗为代表的BCI市场空间广阔。
催化引擎
全球经济发展超预期;
BCI技术迭代应用超预期;
临床数据等信息超预期等。
风险提示
宏观经济和行业发展不及预期;
脑机接口技术研发不及预期;
政策支持和市场需求不及预期等风险。
本文撰稿人:江浩 登记编号:S1130517110002
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