當(dāng)前，腦機接口技術(shù)正以其創(chuàng)新性、交叉性和前沿性成為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量。那么，我國腦機接口技術(shù)取得了哪些突破性進展？腦機接口產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出怎樣的競爭格局？未來的發(fā)展趨勢如何？請聽中國科學(xué)院院士、國家神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)療研究中心主任趙繼宗在央視財經(jīng)頻道《中國經(jīng)濟大講堂》節(jié)目中的深度解讀。

中國科學(xué)院院士、國家神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)療研究中心主任趙繼宗。 （資料圖片）

『什么是腦機接口』

我國腦機接口發(fā)展的歷程并不長。1999年，清華大學(xué)的神經(jīng)工程實驗室首先開展了非侵入式腦機接口的臨床研究。2013年，又啟動了漸凍癥患者的非侵入式腦機接口的臨床試驗。

王甲是一位漸凍癥重癥病人，2019年，他戴著非侵入式腦機接口的裝置，在電視節(jié)目中“朗誦”了一首詩。實際上他已經(jīng)無法動彈，也無法說話，當(dāng)時他面對著屏幕，用意念把屏幕上的拼音組合起來，再通過機器發(fā)出了語音。

什么是腦機接口呢？就是人或動物的大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建一個直接連接的通路，以實現(xiàn)腦與設(shè)備之間的信息交換。

人或動物在做動作時，大腦會有一個信息交換的環(huán)路。比如，我的手碰到了尖銳的或燙的東西，我馬上會把手縮回來。為什么呢？首先我感覺手受到了刺激，這個信息傳到了大腦，大腦立即反應(yīng)，發(fā)出指令，讓手縮回來。這樣就形成了一個環(huán)路。而如果我們不通過這個環(huán)路，直接把腦子里的信號傳輸給外界的設(shè)備比如計算機，這就是腦機接口。

腦機接口不是一個學(xué)科，而是多學(xué)科創(chuàng)新的結(jié)果，是跨界創(chuàng)新。為什么這么說？讓我們從腦機接口這個新事物的出現(xiàn)說起。

腦機接口引出腦活動的主要形式是腦電圖。腦電圖是1924年德國醫(yī)生漢斯·貝格爾發(fā)現(xiàn)的，他通過置于頭皮的電極系統(tǒng)首次記錄到人類腦部電信號的活動，并于1929年發(fā)表了具有里程碑意義的專著《人類腦電圖的使用》，為現(xiàn)代腦機接口技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。

1973年，美國的計算機專家雅克·維達爾率先提出了腦機接口這個概念。作為計算機專家，他試圖把人腦的想法與計算機聯(lián)系起來。于是，他搭建了世界上第一個非植入式的腦機接口系統(tǒng)來采集腦電圖，再把這些腦電圖輸入計算機。他做了一個試驗，讓一位受試者戴著電極帽，電腦屏幕上有一個迷宮，受試者一邊想一邊靠意念走這個迷宮，結(jié)果成功了。雅克·維達爾也利用這個方法，成功地用意念移動了電腦的光標(biāo)。

正是由于人類對腦科學(xué)的不斷認識和發(fā)展，推動了腦機接口技術(shù)的不斷前進。

2025年4月30日，在位于上海的受試者住所，受試者通過腦機接口玩賽車游戲。 （新華社發(fā)）

『目前腦機接口的四種類型』

目前，腦機接口的技術(shù)路線大致有以下四種，應(yīng)該說它們各有優(yōu)勢和劣勢。

第一種是非侵入式的無創(chuàng)的腦機接口技術(shù)。就是在病人的頭皮表面戴一個電極帽，把腦電信號通過電極帽引出來，輸入計算機。它的優(yōu)點是直接戴一個帽子就行了，但缺點是，由于電極帽的很多電極信號不是專一的，所以信號的空間分辨率不高。就像我們在一個球場里看球賽，在歡呼的過程中你很難清晰地聽到某個人的聲音。

第二種是侵入式的腦機接口技術(shù)。它通過手術(shù)將電極植入人的大腦，以獲得高質(zhì)量的腦電信號。由馬斯克創(chuàng)立的“神經(jīng)連接”公司采用的就是侵入式腦機接口技術(shù)。

侵入式腦機接口技術(shù)需要進行開顱手術(shù)。大腦的外部被四層構(gòu)造包裹：最外層是頭皮，第二層是顱骨，第三層是硬腦膜，第四層是包在大腦表面的軟腦膜。侵入式腦機接口技術(shù)是直接在頭部鉆一個孔，把電極插在大腦皮層上。它的優(yōu)點是能把每個神經(jīng)細胞的信號都準(zhǔn)確地引出來，但缺點是，開顱手術(shù)不可避免會出現(xiàn)傷口感染、出血。此外，由于把電極插在大腦的皮層里，時間長了以后會出現(xiàn)免疫反應(yīng)，把電極包裹了，造成信號傳遞受損。

第三種是介入式腦機接口技術(shù)。2025年6月，全球首例介入式腦機接口人體試驗成功。該試驗由南開大學(xué)人工智能學(xué)院段峰教授團隊牽頭，采用微創(chuàng)介入方式，通過血管穿刺將支架電極導(dǎo)入顱內(nèi)血管壁，實現(xiàn)腦電信號的采集與無線傳輸。試驗結(jié)果顯示，受試的腦梗死致癱瘓患者已經(jīng)恢復(fù)了上肢抓握、行走等功能。

第四種是微侵入式或半侵入式的腦機接口技術(shù)。就是電極不直接插在大腦皮層，而是插在顱骨和硬腦膜之間。它的優(yōu)點和缺點介于侵入式和非侵入式腦機接口技術(shù)之間。

『神經(jīng)性疾病的治療突破』

腦機接口技術(shù)在健康醫(yī)療領(lǐng)域里的應(yīng)用非常廣泛，它為神經(jīng)性疾病的治療和康復(fù)帶來了巨大的變革。

在全球人口中，有約34億人正遭受各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的困擾，比如腦卒中、嬰兒的腦損傷、阿爾茨海默病、癲癇、孤獨癥等。這些疾病造成了社會和醫(yī)療系統(tǒng)的重大負擔(dān)，而更關(guān)鍵的是，這些疾病會造成病人殘疾，并導(dǎo)致死亡。比如，阿爾茨海默病會導(dǎo)致病人記憶力明顯減退，性格改變，和家人無法交流。帕金森病患者的主要癥狀是手抖、運動遲緩、肌肉僵硬、嗅覺減退等。據(jù)2024年的統(tǒng)計，全球有超過1000萬人患有帕金森病，而中國是帕金森病高發(fā)的國家。還比如漸凍癥，其癥狀是全身骨骼肌萎縮。骨骼肌包括我們平時肢體運動、面部表情運動甚至呼吸所依賴的肌肉，所以，嚴重的漸凍癥會造成病人呼吸困難。

諸如這些神經(jīng)性疾病，到目前為止都沒有好的治療手段，其后遺癥靠傳統(tǒng)的康復(fù)治療也很難奏效。所以，腦機接口技術(shù)為這些神經(jīng)性疾病的治療提供了另辟蹊徑的可能。

『腦機接口進入臨床治療階段』

2025年上半年，北京、四川、上海、山東等省市相繼出臺了腦機接口產(chǎn)業(yè)行動計劃，各地醫(yī)院也先后宣布進入腦機接口臨床治療階段。

我重點介紹一下北京天壇醫(yī)院的腦機接口臨床治療情況。我國的腦計劃即“腦科學(xué)與類腦研究”國家重大科技項目，其實施布局包括在北京和上海分別建設(shè)的腦科學(xué)研究與類腦研究中心，通常被簡稱為“北腦”和“南腦”?！氨蹦X”主要負責(zé)腦機接口器械的開發(fā)，包括電極、芯片、解碼算法和系統(tǒng)軟件等，實現(xiàn)腦機接口的落地。北京天壇醫(yī)院作為“北腦”的共建單位之一，和北京腦科學(xué)與類腦研究中心等國內(nèi)多家頂尖科研單位聯(lián)合成立了國內(nèi)首個腦機接口臨床與轉(zhuǎn)化病房。

2025年3月20日，北京天壇醫(yī)院完成了第一例“北腦一號”的安裝手術(shù)。該病人左側(cè)大腦半球出血嚴重，腦出血一年后，病人一直右側(cè)肢體偏癱，持續(xù)進行5個月康復(fù)訓(xùn)練后，沒有絲毫進展。在聽到“北腦一號”項目的招募信息后，病人來到北京做了植入手術(shù)。

“北腦一號”是半侵入式的腦機接口智能系統(tǒng)，被植入病人大腦皮層的硬腦膜外。大腦皮層發(fā)射的腦電信號通過無線的方式傳給電腦系統(tǒng)，電腦對腦電信號進行快速運算、解碼，解碼分類之后，再實時傳遞到屏幕上?；颊哂媚X機運動想象的方式來控制電腦的光標(biāo)，完成各種指令。我們可以看到，患者在進行操作時，反應(yīng)速度很快，準(zhǔn)確率也非常高。該病人訓(xùn)練了近6個月后，右側(cè)肌肉運動能力顯著增強。根據(jù)病人的自述，他之前走路一瘸一拐的，去附近的超市需要兩個半小時，現(xiàn)在只用一個多小時就能走到超市。

第二例病人是一位50歲的男性病人，右側(cè)腦梗死，造成身體左側(cè)偏癱、麻木，已經(jīng)有兩年了。2025年5月20日，他也植入了“北腦一號”。通過醫(yī)生量身定制的訓(xùn)練方式，如今，他的身體靈活度提高了，走路比以前順暢了，可以自己拿著饅頭吃飯，進步非常大。病人從身體到心理上的改變都很大，對未來的生活充滿了希望。

“北腦一號”有以下幾個優(yōu)點：第一，通道數(shù)高，達到128通道。第二，“北腦一號”采用自主研發(fā)的柔性高密度電極，與大腦皮層貼合，就能夠采集到大腦皮層的信號變化。對腦電信號的解碼質(zhì)量也較高，基本實現(xiàn)實時傳輸，在十幾毫秒以內(nèi)就會作出反應(yīng)。第三，采用硬腦膜外半侵入式設(shè)計，手術(shù)感染風(fēng)險明顯降低?！氨蹦X一號”的電極放在硬腦膜外，因此與神經(jīng)組織沒有直接接觸，安全性和穩(wěn)定性都很高?！氨蹦X一號”無論是電極的設(shè)計、生產(chǎn)以及主機系統(tǒng)的集成，還是線圈和天線的設(shè)計以及體外機、信號解碼的軟件和算法，都是我國自主研發(fā)的。

2025年，北京一共完成了5例“北腦一號”的植入，臨床試驗效果都不錯。到2026年底，由“北腦”孵化的科技公司將能夠支持每年幾百套半侵入式腦機接口智能系統(tǒng)的生產(chǎn)。預(yù)計在2030年之前，“北腦一號”將能獲得三類醫(yī)療器械的注冊證。獲得這個注冊證以后，就可以進行批量生產(chǎn)，并在國內(nèi)的三級甲等醫(yī)院全面推廣。

『全球腦機接口賽道競爭激烈』

進入21世紀以后，腦機接口技術(shù)飛速發(fā)展。當(dāng)前，全球腦機接口市場已達數(shù)十億美元規(guī)模，預(yù)計到2030年將突破百億美元大關(guān)。

各國對腦機接口領(lǐng)域的研究經(jīng)費都在不斷增加。比如，美國提出，到2026年對腦機接口的總投資達到50億美元；中國首批投入資金為30億元人民幣，后續(xù)資金規(guī)?？蛇_數(shù)百億元人民幣；韓國計劃投入4000億韓元（約合21億元人民幣）的研發(fā)經(jīng)費；日本每年計劃投入3600萬美元，實施周期為10年。美國、英國、澳大利亞、加拿大、日本等國都有很多有關(guān)腦機接口技術(shù)的科研單位。

2025年3月25日，在復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院手術(shù)室，路俊鋒教授（左）和吳勁松教授在進行我國第一例侵入式腦機接口臨床試驗手術(shù)。 （新華社發(fā)）

2025年3月，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院完成了國內(nèi)首例侵入式腦機接口的前瞻性臨床試驗手術(shù)。一名四肢截肢患者通過植入全球最小尺寸、僅為頭發(fā)絲百分之一的柔性神經(jīng)電極，術(shù)后兩到三周即實現(xiàn)意念操控電腦光標(biāo)下象棋、玩賽車游戲。這標(biāo)志著我國在侵入式腦機接口領(lǐng)域成為繼美國之后全球第二個進入臨床試驗階段的國家。2025年12月17日，侵入式腦機接口臨床試驗取得新進展，一位頸髓損傷四肢癱瘓患者通過意念完成自主控制智能輪椅和機器狗，控制連續(xù)、穩(wěn)定且低延遲。

腦機接口產(chǎn)業(yè)主要分為三部分。第一是上游產(chǎn)業(yè)，就是腦機接口設(shè)備的設(shè)計和生產(chǎn)，包括電極、芯片等；第二是中游產(chǎn)業(yè)，包括數(shù)據(jù)和信號的采集、調(diào)整、分析、解碼；第三是下游產(chǎn)業(yè)，也就是應(yīng)用領(lǐng)域。醫(yī)療健康領(lǐng)域是最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，比如對偏癱、截癱、漸凍癥病人的治療，以及進一步延伸到戒毒、抑郁癥的治療等。此外，腦機接口技術(shù)在教育、智能機器人、工業(yè)安全、交通安全、游戲、軍事航天等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用前景。從上、中、下游產(chǎn)業(yè)的分布來看，上游產(chǎn)業(yè)約占8%，中游產(chǎn)業(yè)占37%，下游產(chǎn)業(yè)占55%。

在腦機接口領(lǐng)域，全球競爭的格局已經(jīng)廣泛形成。其中，中美是引領(lǐng)的角色，目前全球腦機接口技術(shù)的企業(yè)數(shù)量為800多家，美國有300多家，我國有近200家。美國在顛覆性的原始創(chuàng)新方面以及尖端的侵入式腦機接口技術(shù)方面占有先發(fā)優(yōu)勢，特別是以馬斯克創(chuàng)立的“神經(jīng)連接”公司為代表，在技術(shù)探索和資本關(guān)注度上占有一定的優(yōu)勢。相比之下，中國的發(fā)展體現(xiàn)出更強的戰(zhàn)略意圖和系統(tǒng)性布局。我國非侵入式腦機接口技術(shù)應(yīng)用迭代的速度非?？?，特別是在腦機打字、腦狀態(tài)分析等細分領(lǐng)域已經(jīng)形成了較強的優(yōu)勢，但是在產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化的效率方面仍有很大的提升空間?？偟膩碚f，目前我國在非侵入式腦機接口技術(shù)方面在國際上是領(lǐng)先的，在侵入式腦機接口技術(shù)方面與國外基本同步。

『提供腦機接口的中國方案』

雖然我國在腦機接口領(lǐng)域起步較晚，但我們的整體發(fā)展勢頭非常迅猛。2021年，我國啟動了中國腦計劃研究。2023年，在工信部的指導(dǎo)下，我國成立了腦機接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。隨著政策支持力度的加大，腦機接口產(chǎn)業(yè)正迎來加速發(fā)展的黃金時期。

我國在腦機接口領(lǐng)域的頂層規(guī)劃布局也正在不斷強化。2025年7月30日，工信部等七部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推動腦機接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》。2025年9月，國家藥品監(jiān)督管理局發(fā)布了首個腦機接口醫(yī)療器械術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)，為產(chǎn)品研發(fā)、臨床應(yīng)用提供規(guī)范化指引。工信部在2025年工博會上明確將腦機接口列為“十五五”未來產(chǎn)業(yè)新賽道。

那么，我國腦機接口領(lǐng)域還存在哪些迫切需要解決的問題？還有哪些工作要做？

第一，需要大樣本、多中心的研究。因為幾例、幾十例手術(shù)還不能說明腦機接口系統(tǒng)的作用，需要更多的科研單位、企業(yè)以及專業(yè)人員參與這項工作。

還有一個很重要的問題，就是關(guān)于腦機接口的衛(wèi)生經(jīng)濟學(xué)，即實施腦機接口方案需要多少費用，它與傳統(tǒng)的康復(fù)方案有什么區(qū)別、有什么優(yōu)勢。腦機接口設(shè)備的安裝手術(shù)并不復(fù)雜，但是，后期的訓(xùn)練需要專門的人才，我們暫且把他們叫作腦機接口臨床工程師。病人在訓(xùn)練的過程中，工程師要一點點地去教他，這不是簡單的運動康復(fù)，而是需要病人不斷地和工程師配合。目前，主要是由計算機工程師來從事這項工作，將來需要建立一支新的隊伍，這些腦機接口臨床工程師也要學(xué)習(xí)一些醫(yī)學(xué)知識，成為跨界的復(fù)合型康復(fù)師。

第二，需要制定短期和長期規(guī)劃開展臨床試驗，同時要注重科普宣傳。目前北京天壇醫(yī)院成立了國內(nèi)首個腦機接口門診，每天有大量病人前來咨詢。我發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)病人都不太了解腦機接口是怎么回事。他們往往認為，腦機接口設(shè)備裝上了，明天就能動，就能講話。其實，腦機接口不是一片阿司匹林，發(fā)燒了吃一片就能退燒，它需要一個康復(fù)過程。而且，不是每一位病人都適合做腦機接口手術(shù)。所以，我們應(yīng)該大力宣傳腦機接口的科普知識，讓更多的病人能夠了解腦機接口這個新事物。

第三，建議對于偏癱、截癱和漸凍癥等病人提供腦機接口的專業(yè)治療方案，因為這些病人目前沒有好的治療手段，腦機接口可以為他們開辟一條新的治療途徑，解除他們身體和心理上的痛苦。

到目前為止，國際上很多國家都開展了有關(guān)腦機接口的研究，特別是美國，他們的病例數(shù)和各種類型的腦機接口方案有很多，但是，還沒有形成腦機接口的醫(yī)療指南或醫(yī)療方案。我想，我們在做腦機接口臨床研究的過程中，要不斷積累中國經(jīng)驗，將來為國際上提供一個中國的腦機接口實施方案。

原標(biāo)題：《馬斯克的腦機接口公司不斷取得突破，那么中國的腦機接口技術(shù)到底有多強》

欄目主編：龔丹韻 文字編輯：徐蓓

來源：作者：趙繼宗