2025-06-07 03:00:51
【导语】近期,埃隆·马斯克旗下的脑机接口公司Neuralink获得6.5亿美元E轮融资,再次将脑机接口技术推上行业前沿。与此同时,中国科学家在《科学》杂志上发表的最新研究成果显示,借助脑机接口技术,新一代视觉假体成功让失明动物恢复视力。国内外脑机接口技术正处于攻坚突破期,非侵入式与侵入式技术路线竞相发展,AI技术的融合应用为脑机接口技术注入了新的活力。从医疗健康到智能康复,脑机接口技术的多样化应用正逐步从实验室走向临床实践,展现出巨大的潜力和前景。
电子发烧友网报道(文/莫婷婷)近期,埃隆·马斯克(Elon Musk)的脑机接口公司Neuralink获得6.5亿美元(约合人民币46.8亿元)E轮融资的消息在业内传开。作为侵入式脑机接口技术的“明星企业”,Neuralink的发展动态无疑引领了行业的前沿方向。
Neuralink的产品已成功植入3名患者体内。在国内,脑机接口技术同样取得了相应的进步,就在6月6日,中国科学家在《科学》(Science)杂志上线的最新研究成果显示,借助脑机接口等技术,新一代视觉假体能够失明动物恢复可见光视力。这个研究成果由复旦大学集成电路与微纳电子创新学院周鹏/王水源团队、脑科学研究院张嘉漪/颜彪团队联合中国科学院上海技术物理(lǐ)研(yán)究(jiū)所(suǒ)胡(hú)伟(wěi)达(dá)团(tuán)队(duì)合(hé)作(zuò)完(wán)成(chéng)。
脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)技(jì)术(shù)攻(gōng)坚(jiān)期(qī),AI技(jì)术(shù)融(róng)合(hé)发(fā)展(zhǎn)
脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)指(zhǐ)的(de)是(shì)在(zài)生(shēng)物(wù)脑(nǎo)与(yǔ)智(zhì)能(néng)机(jī)器(qì)之(zhī)间(jiān)建(jiàn)立(lì)信(xìn)息(xi)交(jiāo)流(liú)的(de)直(zhí)接(jiē)通(tōng)道(dào),既(jì)可(kě)以(yǐ)解(jiě)读(dú)脑(nǎo)部(bù)信(xìn)号(hào)、控(kòng)制(zhì)外(wài)部(bù)设(shè)备(bèi),也(yě)可(kě)以(yǐ)将(jiāng)信(xìn)息(xi)编(biān)码(mǎ)输(shū)入(rù)大(dà)脑(nǎo)。根(gēn)据(jù)脑(nǎo)信(xìn)号(hào)采集的(de)方(fāng)式(shì),可(kě)分(fēn)为(wèi)侵(qīn)入(rù)式(shì)、半(bàn)侵(qīn)入(rù)式(shì)和(hé)非(fēi)侵(qīn)入(rù)式(shì)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)。
侵(qīn)入(rù)式(shì)的(de)电(diàn)生(shēng)理(lǐ)信(xìn)号(hào)记(jì)录(lù)位(wèi)置(zhì)在(zài)皮(pí)层(céng)组(zǔ)织(zhī)内(nèi),可(kě)以(yǐ)获(huò)得(de)高(gāo)强(qiáng)度(dù)、高(gāo)质(zhì)量(liàng)的(de)信(xìn)号(hào),但(dàn)成(chéng)本(běn)更(gèng)贵(guì)
安(ān)全风(fēng)险(xiǎn)更(gèng)高(gāo),Neuralink就(jiù)是(shì)侵(qīn)入(rù)式(shì)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)技(jì)术(shù)的(de)代(dài)表(biǎo)企(qǐ)业(yè)。
非(fēi)侵(qīn)入(rù)式(shì)的(de)电(diàn)生(shēng)理(lǐ)信(xìn)号(hào)记(jì)录(lù)位(wèi)置(zhì)在(zài)头(tóu)皮(pí),成(chéng)本(běn)低(dī)、方(fāng)便(biàn)易(yì)用(yòng)、无(wú)创(chuàng)伤(shāng),被(bèi)认(rèn)为(wèi)会(huì)最(zuì)先(xiān)商(shāng)业(yè)化(huà)的(de)技(jì)术(shù)路线(xiàn),但(dàn)采集的(de)信(xìn)号(hào)相(xiāng)对(duì)偏(piān)弱(ruò)、空(kōng)间(jiān)分(fēn)辨(biàn)率(lǜ)低(dī)、易(yì)受(shòu)外(wài)部(bù)环(huán)境(jìng)干(gàn)扰(rǎo)。
半(bàn)侵(qīn)入(rù)式(shì)的(de)电(diàn)生(shēng)理(lǐ)信(xìn)号(hào)记(jì)录(lù)位(wèi)置(zhì)在(zài)皮(pí)层(céng)表(biǎo)面(miàn),优(yōu)劣(liè)势(shì)介(jiè)于(yú)侵(qīn)入(rù)式和非侵入式之间。
中国信通院的数据显示,全球脑机接口非植入式技术路线的企业总量明显多于植入式企业,比例几乎达到8:2。国内脑机接口产品开发以非侵入式路径为主。
但不管是哪个技术路线,都处于攻坚突破期,目前没有实现大规模的落地,国内外企业的产品以进入临床阶段的居多。前瞻产业研究院的数据显示,截至2024年底,我国脑机接口相关医疗器械备案注册数量信息有222项,其中二类医疗器械数量达到194项。从相关医疗器械临床注册备案来看,国内企业的研究方向集中在脑电传感器、脑电图机/仪/系统领域。
在应用领域方面,业内普遍认为医疗健康领域是最直接、最主要的应用领域,也是最容易实现商业化的应用场景,例如在治疗癫痫、帕金森、抑郁症等疾病方面有明显优势。此前,马斯克曾表示其产品已成功植入3名患者体内,虽然过程中也遇到一些困难,但运行情况良好。在CES 2025期间,马斯克提到,公司计划在今年内再植入约20-30例脑机接口,下一个研究方向将聚焦视障人士。
在残障人士的研究方面,前文提到的复旦科学家团队通过脑机接口技术,让失明动物恢复视觉功能就是一个案例。复旦科学家团队开发出视觉假体,光谱覆盖范围470-1550nm。这个视觉假体在没有外部辅助设备的情况下,能够帮助失明的动物模型恢复对可见光的感知能力,还赋予其感知红外光、甚至识别红外图像的“超视觉”功能。
目前国内的研究应用方向主要以智能脑机接口系统、认知训练与增强、脑科学与人工智能结合为主,侵入式和非(fēi)侵入式的技术路线均有代表企业,包括强脑科技、品驰医疗、博睿康等。
BrainCo 强脑科技创立于2015年,是首家入选哈佛大学创新实验室的中国团队,主要提供非侵入式脑机接口技术解决方案,面向康复、大健康、人机交互等领域。其官网显示,公司已经推出了智能仿生、智能健康、智能教育三大类产品。结合脑机接口技术和AI算法,强脑科技推出了智能仿生腿,在穿戴者行走时可根据环境与肌肉的情况进行实时步态调整。
品驰医疗专注于植入式神经调控产品,主要研发脑起搏器、迷走神经刺激器、脊髓刺激器、骶神经刺激器等产品,面向帕金森病、肌张力障碍、癫痫、疼痛、尿失禁等功能神经疾病患者。
品驰医疗推出的可充电方向性蓝牙可感知脑起搏器,采用了全新结构的方向性刺激电极和刺激程序,为目标核团的特定功能亚区提供可选择性方向刺激,实现精准治疗,方向性电极结合蓝牙可感知技术,在刺激大脑核团的同时获取神经电生理信息,实现融合调控与感知功能的双向脑(大脑)-机(脑起搏器)接口,为个性化、精细化调控刺激、治疗提供临床解决方案。
传统电极与方向性电极示意图(图源:品驰)
除了上述企业,脑机接口技术也迎来了一些新的入局者,例如熵基科技在2024年10月成立了子公司熵云脑机,专注非侵入式脑机接口技术研发,聚焦教育、医疗(liáo)、养(yǎng)老(lǎo)三(sān)大领域。
熵(shāng)基(jī)科(kē)技(jì)成(chéng)立(lì)于(yú)2007年(nián),是一家多模态“计算机视觉与生物识别”(BioCV)领域的高科技企业,依托熵基科技在虹膜识别算法等多模态生物识别技术领域的积累,熵云脑机研发出多模态数据融合与分析技术,整合虹膜与视网膜图像数据、脑电图数据、临床数据以及基因或蛋白数据等多种模态信息,通过深度学习和数据挖掘技术进行综合分析,挖掘数据间的关联与潜在规律。
从强脑科技、品驰医疗和熵云脑机的布局和进展可以看到,脑机接口正在与AI技术、蓝牙技术的融合中迅速发展,并在多个应用领域展现出巨大潜力。其中AI技术的应用提升了脑机接口技术的数据处理能力和准确性。
国内医疗应用破局
在商业化进展上,国内已有医疗机构自研或采购了脑(nǎo)机(jī)接口设备,例如复旦大学附属华山医院康复医学科采用了柔性手套、连接了脑机接口的外骨骼机器人等不同形态的设备,可以用来帮助用于帮助脑卒中、脊髓损伤等患者恢复运动和感觉功能;四川大学华西医院完成了应用了脑机接口技术的脑胶质瘤切除术。
四川大学华西医院“脑机接口”媒体沟通会还提到,全球首款利用神经可塑性的原理进行开发的脑机接口设备──“魔笛”预计会在2027年落地应用,患者在社区康复中心或是家里进行康复治疗。四川大学华西医院智能可穿戴老年健康管理系统实验室主任、特聘研究员江宁表示,“脑卒中后,大脑与肢体之间的‘通信线路’被切断,患者空有想动的念头,却无法指挥肢体行动。而我们研发的关联性脑机接口,就如同给大脑安装了一台‘翻译器’。”
目前,脑机接口技术的落地设备呈现出多样化的产品形态,如头戴(dài)式(shì)装(zhuāng)置(zhì)、外(wài)骨(gǔ)骼(gé)系(xì)统(tǒng)以(yǐ)及(jí)仿(fǎng)生(shēng)手(shǒu)/腿(tuǐ)等(děng)。
天(tiān)津(jīn)大(dà)学(xué)科(kē)研(yán)团(tuán)队(duì)推(tuī)出(chū)了(le)无(wú)创(chuàng)手(shǒu)指(zhǐ)穿(chuān)戴(dài)设(shè)备(bèi)、“神(shén)工(gōng)”系(xì)列(liè)机(jī)器(qì)人(rén)。无(wú)创(chuàng)手(shǒu)指(zhǐ)穿(chuān)戴(dài)设(shè)备(bèi)当(dāng)作(zuò)患(huàn)者(zhě)的(de)“第(dì)六(liù)指(zhǐ)”,依(yī)托(tuō)非(fēi)侵(qīn)入(rù)式(shì)脑(nǎo)机(jī)接(jiē)口(kǒu)技(jì)术(shù),它(tā)能够采集患者的脑电波信号,实现用意念控制这根“第六指”,并与真实手指配合完成抓握等精细动作。“神工”系列机器人已在多地医院临床测试成功,可以帮助患者用“意念”操控原本无法活动的肢体。
为了脑机接口技术加速走向临床应用和规范化发展,相关的费用也逐渐明确。今年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》,其中为脑机接口新技术设立独立价格项目,涵盖非侵入式脑机接口适配费、侵入式脑机接口置入费与取出费等。
湖北、浙江两地也公布了具体定价(jià)。湖(hú)北(běi)省(shěng)将(jiāng)侵(qīn)入(rù)式(shì)脑机接口置入费定为6552元/次,取出费3139元/次,非侵入式适配费为966元/次;浙江省定价相近,侵(qīn)入式置入费6580元/次,取出费3150元/次,非侵入式适配费960元/次,并规定儿童患者在此基础上加收30%。
中国信息通信研究院知识产权与创新发展中心主任李文宇提到,非植入式脑机接口技术与多种外设存在结合可行性,但大多处于科研探索和商业价值探索阶段。
目前,脑机接口技术正处于持续发展阶段,其基础核心技术如信号采集与传感等,以及应用关键技术如范式编码、信号解码等,均在科研机构与企业的协同研发下不断取得(de)创(chuàng)新(xīn)突(tū)破(pò)。值得期待的是,随着科研的深入与技术的进步,国内脑机接口技术在医疗领域的应用正逐步从实验室走向临床实践,展现出巨大的潜力和广阔的前景,有望在更多领域实现突破。
多家企业和研究机构纷纷推出了各自的创新项目和产品,涵盖了医疗康复、智能家居、教育等多个领域。
