界面新聞?dòng)浾?| 劉素楠
界面新聞編輯 | 彭朋
進(jìn)入2025年不到兩周，中國最大的兩座城市相繼發(fā)布腦機(jī)接口行動(dòng)方案。
1月8日，北京市科委、中關(guān)村管委會(huì)公布《加快北京市腦機(jī)接口創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)方案（20252030年）》。
北京的目標(biāo)是，到2027年，產(chǎn)出一批重大原創(chuàng)性成果，突破腦機(jī)接口電極、芯片、編解碼算法等關(guān)鍵核心技術(shù)，同時(shí)培育3-5家具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的潛在獨(dú)角獸和獨(dú)角獸企業(yè)，建成2-3個(gè)產(chǎn)品特色體驗(yàn)和展示中心，加速推動(dòng)一批腦機(jī)接口新技術(shù)、新產(chǎn)品、新模式在多場(chǎng)景的落地應(yīng)用。
1月10日，上海市科委公布《上海市腦機(jī)接口未來產(chǎn)業(yè)培育行動(dòng)方案（2025-2030年）》（下稱《上海方案》）。
上海要在2027年前，推動(dòng)5款以上侵入式、半侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品完成臨床試驗(yàn)，面向失語、癱瘓等患者，實(shí)現(xiàn)部分語言和運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量腦控；引育5家以上具有腦機(jī)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(nèi)骨干企業(yè)；腦機(jī)接口創(chuàng)新生態(tài)初步構(gòu)建。
前者強(qiáng)調(diào)技術(shù)突破，后者重在戰(zhàn)略產(chǎn)品。
從國家層面來看， 2024年2月2日，科技部發(fā)布了《腦機(jī)接口研究倫理指引》，對(duì)腦機(jī)接口在醫(yī)療領(lǐng)域研究應(yīng)用的開展作出了指引。國務(wù)院辦公廳日前印發(fā)《關(guān)于全面深化藥品醫(yī)療器械監(jiān)管改革促進(jìn)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》，對(duì)腦機(jī)接口設(shè)備等高端醫(yī)療裝備和高端植介入類醫(yī)療器械，予以優(yōu)先審評(píng)審批。
腦機(jī)接口（Brain-Machine Interface，英文簡(jiǎn)稱BCI）是通過采集腦電信號(hào)，將人類的意識(shí)和大腦活動(dòng)與計(jì)算機(jī)等設(shè)備進(jìn)行連接的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的信息交換和控制。
中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025年中國腦機(jī)接口行業(yè)市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)研究報(bào)告》指出，作為人機(jī)交互的特殊形態(tài)，腦機(jī)接口顛覆了傳統(tǒng)的人機(jī)交互必須有肌肉組織參加的模式，可直接從大腦提取信號(hào)控制外部設(shè)備，替代、恢復(fù)、補(bǔ)充或改善大腦的功能。
該研究院數(shù)據(jù)顯示，2023年，全球腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到19.8億美元，2024年約為22.2億美元，預(yù)計(jì)2025年市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步增長至24.6億美元。
1924年，德國精神病學(xué)家漢斯貝格爾(Hans Berger)發(fā)現(xiàn)人類大腦里的神秘電流，揭開了腦電研究的序幕。100年過去，腦機(jī)接口正在從科幻走向現(xiàn)實(shí)。
在國內(nèi)，上海領(lǐng)先一個(gè)身位。
“上海腦機(jī)接口正處于典型產(chǎn)品的培育階段，馬上進(jìn)入大規(guī)模臨床試驗(yàn)階段。”上海市科委高新技術(shù)處項(xiàng)目主管王卓曜對(duì)界面新聞表示。
腦虎科技實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)中文和運(yùn)動(dòng)“雙解碼”的重大跨越。圖片來源：腦虎科技
《上海方案》開篇第一句話即為BCI指明方向：以醫(yī)療級(jí)場(chǎng)景為核心，以戰(zhàn)略產(chǎn)品為導(dǎo)向，重點(diǎn)推進(jìn)侵入式、半侵入式腦機(jī)接口技術(shù)與產(chǎn)品的落地應(yīng)用，鼓勵(lì)非侵入式發(fā)展。
“醫(yī)療級(jí)場(chǎng)景，我們需要關(guān)注重點(diǎn)。未來可能形成的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)，方案已經(jīng)把具體內(nèi)容點(diǎn)出來�！蓖踝筷渍f。
《上海方案》的第一個(gè)舉措是加快腦機(jī)接口產(chǎn)品化。
根據(jù)方案，上海將支持各類創(chuàng)新主體聯(lián)合醫(yī)療機(jī)構(gòu)，開展運(yùn)動(dòng)控制、言語合成、神經(jīng)疾病治療、視覺重建等侵入式、半侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品研發(fā)與臨床試驗(yàn)；面向康復(fù)、教育、娛樂等領(lǐng)域，鼓勵(lì)企業(yè)開展非侵入式產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。
從技術(shù)路徑來看，腦機(jī)接口接入大腦的方式可以分為侵入型、半侵入型、非侵入型三種。侵入式BCI通過將電極和傳感器直接插入大腦捕捉神經(jīng)活動(dòng)，非侵入式則通過將電極和傳感器置于頭皮表面獲取信號(hào)，半侵入型介于兩者之間。受腦機(jī)接口技術(shù)和倫理、安全等因素的制約，長期以來，非侵入式腦機(jī)接口為研究重點(diǎn)。
根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的數(shù)據(jù)，非侵入式腦機(jī)接口占腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模的86%，侵入式和部分侵入式腦機(jī)接口占比14%。
上海此次明確重點(diǎn)推進(jìn)侵入式、半侵入式腦機(jī)接口技術(shù)與產(chǎn)品的落地應(yīng)用。
侵入式BCI最大的廣告效應(yīng)來自埃隆馬斯克。2016年，馬斯克創(chuàng)辦腦機(jī)接口科技企業(yè)Neuralink，由此將全球目光聚焦于腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)。2024年9月，Neuralink宣布其實(shí)驗(yàn)性大腦植入設(shè)備“盲視”獲得美國FDA認(rèn)定，加速了研發(fā)和上市進(jìn)程。Neuralink稱，目前已為三名患者植入腦機(jī)芯片。
“從場(chǎng)景需求、急迫性以及技術(shù)領(lǐng)先性來看，侵入式腦機(jī)接口具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，上海在方面有基礎(chǔ)。”腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家陶虎告訴界面新聞，目前上海在國內(nèi)腦機(jī)接口領(lǐng)域位于第一梯隊(duì)，特別是在侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品領(lǐng)域，上海是國內(nèi)最強(qiáng)的城市之一。
“海外BCI領(lǐng)域有一定先發(fā)優(yōu)勢(shì)，包括創(chuàng)新理念和技術(shù)。近年來，中國呈現(xiàn)出迎頭趕上的趨勢(shì)。”天橋腦科學(xué)研究院（中國）（下稱TCCI）副院長楊揚(yáng)說。成立于2016年的TCCI由盛大集團(tuán)創(chuàng)始人陳天橋雒芊芊夫婦私人出資10億美元發(fā)起成立，已經(jīng)在全球范圍內(nèi)支持了多個(gè)頂尖的BCI研究項(xiàng)目和企業(yè)。
由于技術(shù)門檻極高，國內(nèi)目前侵入式和半侵入式的項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)多數(shù)來自中科院、清華等頭部科研院所。
在侵入式BCI領(lǐng)域，業(yè)界普遍認(rèn)為運(yùn)動(dòng)解碼是突破口，在多個(gè)國家已經(jīng)獲得突破。運(yùn)動(dòng)解碼即對(duì)運(yùn)動(dòng)意圖的解碼，目前運(yùn)動(dòng)解碼機(jī)制相對(duì)清晰，將電極植入到固定運(yùn)動(dòng)皮層位置即可，但實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)并不容易，需要安全地將電極植入大腦，清晰地采集、讀取信號(hào)，再進(jìn)行傳輸、解碼。
目前，馬斯克的Neuralink公司實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)解碼，讓癱瘓患者得以將神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字指令，用意念玩視頻游戲、使用電腦等。
就在2024年11月，博�？滇t(yī)療科技（上海）有限公司（簡(jiǎn)稱“博睿康”）腦機(jī)接口產(chǎn)品也完成了全國第三例、上海第一例臨床試驗(yàn)植入手術(shù)。一名因車禍造成頸椎脊髓損傷的患者原本無法站立，接受手術(shù)后第三天能夠下床坐輪椅。
該BCI產(chǎn)品neo由博�？蹬c清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院洪波教授團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)，采取了半侵入式設(shè)計(jì)，植入的BCI體內(nèi)機(jī)僅硬幣大小，在上海完成研發(fā)和型式檢驗(yàn)，于2024年8月成為我國首款進(jìn)入創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審查程序的腦機(jī)接口產(chǎn)品。該產(chǎn)品尚處于臨床試驗(yàn)階段，預(yù)期將通過多中心臨床試驗(yàn)后取得三類醫(yī)療器械注冊(cè)證。
不斷提高安全性、便捷性是BCI競(jìng)速的重要目標(biāo)之一。比如盛大參與投資的美國血管介入BCI企業(yè)Synchron通過頸靜脈植入電極，不需要開顱手術(shù)即可讓患者實(shí)現(xiàn)意念控制電腦。
上海階梯醫(yī)療科技有限公司（下稱“階梯醫(yī)療”）則開創(chuàng)了具有全球獨(dú)家專利的高性能血管介入式腦機(jī)接口方案，兼顧了Neuralink 的單神經(jīng)元水平的信號(hào)質(zhì)量與 Synchron 的免開顱的手術(shù)友好程度，同時(shí)滿足了低植入 損傷和高精度信號(hào)記錄的需求，有望免開顱實(shí)現(xiàn)復(fù)雜腦控功能和精細(xì)神經(jīng)調(diào)控，拓展侵入式腦機(jī)接口的應(yīng)用邊界與普及范圍。
BCI技術(shù)發(fā)展的第二階段，楊揚(yáng)對(duì)界面新聞介紹，目前全世界不少科學(xué)家認(rèn)為是語言解碼，涉及多個(gè)腦區(qū)，解碼機(jī)制更為復(fù)雜。
2019年，美國加州大學(xué)舊金山分校神經(jīng)外科學(xué)教授Edward Chang實(shí)現(xiàn)了侵入式BCI英語語言解碼的突破；2024年，腦虎科技則實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)中文和運(yùn)動(dòng)“雙解碼”的重大跨越。
陶虎表示，不同于英語等字母語言，漢語是一種以單音節(jié)為主的聲調(diào)語言和圖形語言，信息轉(zhuǎn)換涉及更多腦區(qū)，需要研發(fā)針對(duì)漢語特征的神經(jīng)編解碼機(jī)制和信息處理手段，轉(zhuǎn)換難度也較高。
腦虎科技聯(lián)合華山醫(yī)院神經(jīng)外科吳勁松教授團(tuán)隊(duì)，在語言區(qū)占位腫瘤癲癇患者上進(jìn)行了柔性腦機(jī)接口植入手術(shù)，通過植入256導(dǎo)高通量腦機(jī)接口，幫助其定位病灶并保護(hù)語言相關(guān)的重要腦功能區(qū)。
術(shù)后5天，這名患者實(shí)現(xiàn)了142個(gè)常用漢語音節(jié)下71%的解碼準(zhǔn)確率，并且單字解碼時(shí)延小于100ms，是目前國內(nèi)實(shí)時(shí)漢語言解碼的最高水平。這讓失語患者看到了重建語言功能的希望。
侵入式BCI發(fā)展的第三階段，或?qū)⑹且曈X解碼，比如幫助盲人進(jìn)行視覺重建；第四階段或是記憶解碼，提取記憶，屆時(shí)科學(xué)的“奇點(diǎn)”就將到來。
情緒“X”光機(jī)。圖片來源：零唯一思
在非侵入式領(lǐng)域，上海在康復(fù)、抑郁癥評(píng)估等領(lǐng)域探索BCI產(chǎn)品的落地應(yīng)用。
1月10日，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科科研主管賈杰宣布，正式啟動(dòng)“多模態(tài)腦機(jī)接口康復(fù)系統(tǒng)研發(fā)與臨床驗(yàn)證”項(xiàng)目。該項(xiàng)目為上海市“科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”養(yǎng)老科技支撐專項(xiàng)項(xiàng)目，將研發(fā)助力老年人受損神經(jīng)功能康復(fù)的BCI康復(fù)產(chǎn)品。
賈杰是中國第一個(gè)康復(fù)醫(yī)學(xué)博士后，2010年開始從事腦機(jī)接口研究。早期的BCI研究合作者主要來自高校，鮮少來自企業(yè)，BCI研究大多停留于紙上，難以落地。反思過去的研究模式，她希望BCI合作方從臨床需求出發(fā)研發(fā)設(shè)計(jì)BCI產(chǎn)品。
成立于2017年的司弈智能從軟體外骨骼機(jī)器手切入BCI，與賈杰團(tuán)隊(duì)合作，聚焦腦卒中患者的手功能康復(fù)，開發(fā)了首款腦機(jī)接口手功能康復(fù)機(jī)器人�！霸缙谀X卒中患者沒有任何肌電信號(hào)，怎么盡早開展康復(fù)訓(xùn)練？當(dāng)時(shí)我們的軟體外骨骼機(jī)械手產(chǎn)品已經(jīng)非常成熟，腦機(jī)接口技術(shù)可以快速打通手功能外設(shè)，在臨床上直接應(yīng)用�！彼巨闹悄苁袌�(chǎng)總監(jiān)王誠向界面新聞介紹道。
BCI將傳統(tǒng)康復(fù)早期的被動(dòng)康復(fù)模式變?yōu)橹鲃?dòng)康復(fù)模式，在患者大腦和外部康復(fù)設(shè)備間建立信息通路，通過“意念”操控設(shè)備帶動(dòng)肢體運(yùn)動(dòng)，通過反復(fù)訓(xùn)練和刺激，幫助重塑運(yùn)動(dòng)神經(jīng)回路。
2023年，司弈智能腦機(jī)接口康復(fù)訓(xùn)練與評(píng)估系統(tǒng)獲得國家藥監(jiān)局二類醫(yī)療器械注冊(cè)證，這也是全國BCI手功能康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)品的首證。下一步，司弈智能打算將上肢康復(fù)機(jī)器人和下肢康復(fù)機(jī)器人等外接康復(fù)設(shè)備用BCI技術(shù)整合起來，形成腦機(jī)系列康復(fù)產(chǎn)品。
王誠指出，非侵入式BCI康復(fù)設(shè)備市場(chǎng)目前魚龍混雜，從康復(fù)的有效性和性價(jià)比來看，還沒有出現(xiàn)一款顛覆性產(chǎn)品。
與此同時(shí)，華山醫(yī)院康復(fù)科也在與念通智能合作研發(fā)BCI手功能康復(fù)設(shè)備。這款產(chǎn)品希望實(shí)現(xiàn)更精細(xì)化的手部動(dòng)作控制，是國內(nèi)目前唯一一款申請(qǐng)三類醫(yī)療器械注冊(cè)證的非侵入式BCI產(chǎn)品，這對(duì)臨床試驗(yàn)提出了更高的要求。
使用非侵入式BCI，上海零唯一思科技有限公司（下稱“零唯一思”）則在情緒解碼上先行一步。
零唯一思由上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系教授呂寶糧和米哈游于2021年12月創(chuàng)辦，使用BCI技術(shù)開發(fā)了一款可識(shí)別人類情緒狀況的情緒“X”光機(jī)。測(cè)試者頭戴腦電帽，看向屏幕中的視頻、照片、油畫等內(nèi)容，5分鐘后即可獲得一份情緒檢測(cè)報(bào)告。
呂寶糧團(tuán)隊(duì)擅長算法和解碼，對(duì)BCI的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)可謂“日拱一卒”。知名的深度學(xué)習(xí)專家李沐在2009年還是一名交大學(xué)生，當(dāng)時(shí)他發(fā)表的關(guān)于如何利用腦電識(shí)別情緒的論文，找出了腦電的關(guān)鍵頻段。2014年，呂寶糧團(tuán)隊(duì)提出基于腦電和眼動(dòng)的多模態(tài)情緒識(shí)別方法。2015年，該團(tuán)隊(duì)向全球公開了情感腦電數(shù)據(jù)集，這是目前全球情感腦機(jī)接口領(lǐng)域最大的數(shù)據(jù)集SEED，也是全球最常用的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集之一。目前，該數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)量仍在增加。
2024年5月，零唯一思正式發(fā)布了全球首個(gè)腦電大模型LaBraM，并對(duì)其訓(xùn)練了2500個(gè)小時(shí)。這個(gè)大模型可以有效處理不同通道和長度的各種腦電數(shù)據(jù)�！耙饬x在于第一次在腦電領(lǐng)域展示了大模型的威力�！眳螌毤Z說。
他對(duì)界面新聞透露，下一步，零唯一思將研發(fā)家用版的家庭情緒儀，推動(dòng)抑郁癥快速自篩。第二步，則是開發(fā)針對(duì)情感障礙的心理數(shù)字療法，先從距離抑郁癥一步之遙的閾下抑郁入手。
在呂寶糧看來，侵入式和非侵入式BCI，就像醫(yī)院的外科和內(nèi)科，適用不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求。未來非侵入式BCI技術(shù)與可穿戴設(shè)備、機(jī)器人等結(jié)合，將給未來生活帶來更多想象。
AIGC圖片，來源：圖蟲
隨著科研空前的活躍、相關(guān)技術(shù)的突破、政府的重視和資金的涌入，腦機(jī)接口被推到了風(fēng)口之上。
陶虎認(rèn)為，上海BCI發(fā)展迅速的原因之一是需求方明確：臨床醫(yī)院和科研院所�！叭A山醫(yī)院和上海市精神衛(wèi)生中心都是腦機(jī)接口的重大應(yīng)用需求方，作為優(yōu)秀的技術(shù)臨床試驗(yàn)以及最終產(chǎn)品落地推廣的平臺(tái)，對(duì)腦機(jī)接口企業(yè)起到了大力的支持作用，對(duì)新技術(shù)的推進(jìn)比較快�！�
同時(shí)，復(fù)旦、交大、中科院等在滬科研院所對(duì)腦機(jī)接口科研工具有巨大需求。上海已經(jīng)形成了一個(gè)從需求方向供給方支持的良好生態(tài)。
他指出，中國與國外的差距主要在于系統(tǒng)工程能力和融資兩大方面。腦機(jī)接口是一個(gè)包括電極、芯片、算法、無線通信、能源、植入工具等零部件在內(nèi)的系統(tǒng)，很少有企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)全鏈條布局，這需要龐大的資金支持與人才支持。
王卓曜表示，《上海方案》從完善整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈角度制定規(guī)劃方案。除了產(chǎn)品化，上海此次也提出建設(shè)相關(guān)功能性平臺(tái)，加快推進(jìn)臨床試驗(yàn)和應(yīng)用，加速審評(píng)審批，提高檢測(cè)能力等。他透露，下一步上海將調(diào)研產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)一步研究建設(shè)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。
陶虎指出，從另一方面看，上海已經(jīng)逐漸形成了醫(yī)院+企業(yè)+機(jī)構(gòu)的和諧生態(tài)�！叭绻麤]有合適的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，那么一方面無法充分評(píng)估產(chǎn)品的安全性和有效性，另一方面也可能導(dǎo)致檢測(cè)過緊，不利于創(chuàng)新�！�
界面新聞獲悉，上海市醫(yī)療器械檢驗(yàn)研究院聯(lián)合國內(nèi)頭部醫(yī)院和監(jiān)管機(jī)構(gòu)，牽頭起草了腦機(jī)接口醫(yī)療器械術(shù)語和定義以及具備閉環(huán)功能的植入式神經(jīng)刺激器兩份行業(yè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)�；谏虾ａt(yī)械院出具的型檢報(bào)告，上海本土兩家腦機(jī)接口器械成功開啟臨床試驗(yàn)。未來，該院預(yù)計(jì)在三年內(nèi)投入上億元經(jīng)費(fèi)，建成全國領(lǐng)先的腦機(jī)接口醫(yī)療器械檢驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)。
此次，上海也明確組建“科學(xué)家+企業(yè)家+投資人”的決策咨詢體系，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
“科學(xué)家+企業(yè)家+投資人”的決策體系，正是腦虎科技目前的發(fā)展模式。上海是國內(nèi)資本最活躍的城市。當(dāng)年和陳天橋面談一刻鐘，陶虎就獲得了數(shù)千萬元首筆投資，隨后陳天橋又為其引入了紅杉資本等投資人，為腦虎科技提供了全方位的支持。
“從全社會(huì)來看，雖然投資活力相比前幾年有所下降，但在投資方有興趣和信心的領(lǐng)域，腦機(jī)接口是一個(gè)重要方面。目前國資的下場(chǎng)意愿和投資力度明顯加大�！碧栈⒄f。
2025年1月8日，總量達(dá)100億元人民幣的上海未來產(chǎn)業(yè)基金正式發(fā)布，投資方向便包括腦機(jī)接口。該基金將主打“耐心資本”，存續(xù)期長達(dá)15年，以解決原創(chuàng)科技落地慢，投資人不敢投的“痛點(diǎn)”。
