2024 年 1 月,腦機(jī)接口被工信部等七部門列為十大創(chuàng)新標(biāo)志性產(chǎn)品之一。湖北省、武漢市及東湖高新區(qū)把腦機(jī)接口作為未來產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向,已構(gòu)建起技術(shù)轉(zhuǎn)化至臨床落地的政策體系。2025 年 3 月,湖北省響應(yīng)國家醫(yī)保局指南,發(fā)布了全國首個腦機(jī)接口醫(yī)療服務(wù)政府指導(dǎo)價,實現(xiàn)腦機(jī)接口單獨立項與收費(fèi)路徑打通,并建立動態(tài)定價機(jī)制。腦機(jī)接口治療技術(shù)與醫(yī)保的聯(lián)動不僅加速腦機(jī)接口技術(shù)在臨床治療領(lǐng)域的突破,更為全國醫(yī)療創(chuàng)新政策制定提供標(biāo)桿,未來將進(jìn)一步優(yōu)化倫理審查體系,推動腦機(jī)接口技術(shù)普惠化以及產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量發(fā)展。
一、行業(yè)概述
腦機(jī)接口工作原理為先采集顱內(nèi)或腦外腦電信號,再用機(jī)器學(xué)習(xí)模型等解碼神經(jīng)活動解析意圖,接著輸出指令操控外部裝置,最后外部設(shè)備將執(zhí)行反饋傳至大腦形成交互閉環(huán)。由信號采集、處理與解碼、輸出控制、反饋機(jī)制四大核心模塊組成,依侵入式、非侵入式、半侵入式等技術(shù)類型不同,硬軟件實現(xiàn)方式有別。
圖1.腦機(jī)接口工作原理
腦機(jī)接口技術(shù)依據(jù)腦信號采集的路徑,主要可分為侵入式、半侵入式和非侵入式三種類型,每種類型都有其獨特的特點和應(yīng)用場景。
圖2.不同類型腦機(jī)接口示意圖:侵入式、半侵入式和非侵入式
侵入式:需手術(shù)將電極植入大腦皮層,信號質(zhì)量高、干擾小、精度高,可實現(xiàn)復(fù)雜精細(xì)控制,但創(chuàng)傷性大、手術(shù)風(fēng)險高,可能引發(fā)感染、出血等并發(fā)癥及不可逆腦損傷。半侵入式:電極穿過顱骨但不進(jìn)入大腦皮層,信號質(zhì)量優(yōu)于非侵入式,創(chuàng)傷性小于侵入式,仍有感染風(fēng)險,電極植入和維護(hù)需專業(yè)醫(yī)療操作。非侵入式:電極置于頭皮表面,無創(chuàng)、操作簡單、可重復(fù)性強(qiáng),但信號需穿過多層組織,腦電信號較弱,分辨率和精度較低。
二、行業(yè)分析
(一)市場規(guī)模
腦機(jī)接口作為新興產(chǎn)業(yè),在政策和技術(shù)應(yīng)用的雙重催化下,市場規(guī)模呈現(xiàn)出不斷擴(kuò)大的態(tài)勢。據(jù)Grand View Research統(tǒng)計數(shù)據(jù),全球腦機(jī)接口市場規(guī)模由2019年的12億美元,增長至2023年近20億美元。2019-2023年復(fù)合增長率超13%。行業(yè)前景方面、盡管腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用可能性和潛力巨大,但目前腦機(jī)接口技術(shù)在人體上的應(yīng)用仍處在臨床試驗階段,目前前還面臨著巨大的倫理道德和社會接受度的難題,因此當(dāng)前不同機(jī)構(gòu)對于腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)的前景增速預(yù)測有較大差異,取均值計算預(yù)計到2029年全球腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到76.3億美元。
圖3.腦機(jī)接口行業(yè)全球市場規(guī)模及預(yù)測
(二)競爭格局
全球腦機(jī)接口市場競爭激烈,依據(jù)企業(yè)的規(guī)模、技術(shù)實力和市場份額,可大致劃分為三個競爭梯隊。
第一梯隊以國際知名企業(yè)為主,如特斯拉旗下的Neuralink。這類企業(yè)具有強(qiáng)大的資金實力和頂尖的科研團(tuán)隊,在技術(shù)研發(fā)上處于全球領(lǐng)先地位。第二梯隊包含國內(nèi)外具有一定規(guī)模和技術(shù)實力的企業(yè),如科大訊飛、博??滇t(yī)療科技等。第三梯隊則是眾多新興的創(chuàng)業(yè)公司和科研機(jī)構(gòu),如強(qiáng)腦科技、腦陸科技等。
總體而言,國外在侵入式腦機(jī)接口技術(shù)上起步早且部分企業(yè)臨床成果顯著,國內(nèi)則在侵入式與非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)均有布局,憑借政策支持發(fā)展迅速,企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)還積極探索多技術(shù)融合以拓展應(yīng)用。以下是對國內(nèi)外主要研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在不同技術(shù)路線上進(jìn)展的對比分析:
表1.國內(nèi)外主要研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在不同技術(shù)路線上進(jìn)展的對比
(三)上下游產(chǎn)業(yè)鏈
腦機(jī)接口技術(shù)作為人機(jī)交互領(lǐng)域的前沿突破方向,近年來在醫(yī)療健康、智能娛樂、軍事科技等多元場景中釋放出巨大應(yīng)用潛力。其產(chǎn)業(yè)鏈體系完整且層次分明:上游聚焦芯片設(shè)計、神經(jīng)信號采集設(shè)備研發(fā)及腦科學(xué)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建;中游涵蓋軟硬件系統(tǒng)集成制造、算法模型開發(fā)與優(yōu)化;下游則廣泛延伸至醫(yī)療康復(fù)、商業(yè)娛樂、工業(yè)控制等終端應(yīng)用場景,形成了從底層技術(shù)研發(fā)到終端場景落地的全鏈條生態(tài)布局。
圖4.腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈全景圖
三、發(fā)展趨勢
腦機(jī)接口未來將呈現(xiàn)多維度發(fā)展趨勢,對社會經(jīng)濟(jì)影響深遠(yuǎn)且投資前景廣闊。其產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展,呈現(xiàn)技術(shù)融合與場景擴(kuò)展兩大特征:技術(shù)層面,生物醫(yī)學(xué)、納米材料與人工智能交叉融合,推動腦機(jī)接口向高分辨率、長續(xù)航、低侵入方向發(fā)展;應(yīng)用場景上,醫(yī)療領(lǐng)域率先規(guī)?;涞兀⒅鸩酵卣怪两逃?、娛樂、軍事等多元領(lǐng)域,形成 “醫(yī)療筑基、消費(fèi)破圈” 格局。隨著全球腦科學(xué)戰(zhàn)略推進(jìn)及人工智能賦能,預(yù)計未來十年腦機(jī)接口市場規(guī)模將呈指數(shù)級增長。
展望未來,腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間極為廣闊,技術(shù)創(chuàng)新將持續(xù)突破,應(yīng)用場景也會不斷拓展延伸。在國家政策的大力扶持,以及各地積極推動產(chǎn)業(yè)規(guī)劃落地的大環(huán)境下,腦機(jī)接口技術(shù)將加速從實驗室走向市場,在醫(yī)療、教育、娛樂等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更為廣泛、深入的應(yīng)用。光谷不僅擁有華中科技大學(xué)腦研究所這樣的頂尖科研機(jī)構(gòu),還有多家知名醫(yī)院,在臨床資源和病例研究方面具備得天獨厚的優(yōu)勢。光谷產(chǎn)投作為武漢光谷產(chǎn)業(yè)投資的中堅力量,未來將密切關(guān)注腦機(jī)接口賽道,通過產(chǎn)學(xué)研醫(yī)的深度融合,加大對腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)化項目的研究與投資,推動腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)在光谷的高速發(fā)展。