界面新聞記者 | 劉素楠
界面新聞編輯 | 彭朋
進入2025年不到兩周，中國最大的兩座城市相繼發(fā)布腦機接口行動方案。
1月8日，北京市科委、中關(guān)村管委會公布《加快北京市腦機接口創(chuàng)新發(fā)展行動方案（20252030年）》。
北京的目標是，到2027年，產(chǎn)出一批重大原創(chuàng)性成果，突破腦機接口電極、芯片、編解碼算法等關(guān)鍵核心技術(shù)，同時培育3-5家具有核心競爭力的潛在獨角獸和獨角獸企業(yè)，建成2-3個產(chǎn)品特色體驗和展示中心，加速推動一批腦機接口新技術(shù)、新產(chǎn)品、新模式在多場景的落地應(yīng)用。
1月10日，上海市科委公布《上海市腦機接口未來產(chǎn)業(yè)培育行動方案（2025-2030年）》（下稱《上海方案》）。
上海要在2027年前，推動5款以上侵入式、半侵入式腦機接口產(chǎn)品完成臨床試驗，面向失語、癱瘓等患者，實現(xiàn)部分語言和運動功能恢復，實現(xiàn)高質(zhì)量腦控；引育5家以上具有腦機接口核心技術(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)；腦機接口創(chuàng)新生態(tài)初步構(gòu)建。
前者強調(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《腦機接口研究倫理指引》，對腦機接口在醫(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)管改革促進醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》，對腦機接口設(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)先審評審批。
腦機接口（Brain-Machine Interface，英文簡稱BCI）是通過采集腦電信號，將人類的意識和大腦活動與計算機等設(shè)備進行連接的技術(shù)，可以實現(xiàn)人機之間的信息交換和控制。
中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025年中國腦機接口行業(yè)市場前景預測研究報告》指出，作為人機交互的特殊形態(tài)，腦機接口顛覆了傳統(tǒng)的人機交互必須有肌肉組織參加的模式，可直接從大腦提取信號控制外部設(shè)備，替代、恢復、補充或改善大腦的功能。
該研究院數(shù)據(jù)顯示，2023年，全球腦機接口市場規(guī)模達到19.8億美元，2024年約為22.2億美元，預計2025年市場規(guī)模將進一步增長至24.6億美元。
1924年，德國精神病學家漢斯貝格爾(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，腦機接口正在從科幻走向現(xiàn)實。
在國內(nèi)，上海領(lǐng)先一個身位。
“上海腦機接口正處于典型產(chǎn)品的培育階段，馬上進入大規(guī)模臨床試驗階段�！鄙虾Ｊ锌莆咝录夹g(shù)處項目主管王卓曜對界面新聞表示。
腦虎科技實現(xiàn)了實時中文和運動“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)療級場景為核心，以戰(zhàn)略產(chǎn)品為導向，重點推進侵入式、半侵入式腦機接口技術(shù)與產(chǎn)品的落地應(yīng)用，鼓勵非侵入式發(fā)展。
“醫(yī)療級場景，我們需要關(guān)注重點。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)容點出來�！蓖踝筷渍f。
《上海方案》的第一個舉措是加快腦機接口產(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)療機構(gòu)，開展運動控制、言語合成、神經(jīng)疾病治療、視覺重建等侵入式、半侵入式腦機接口產(chǎn)品研發(fā)與臨床試驗；面向康復、教育、娛樂等領(lǐng)域，鼓勵企業(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，非侵入式則通過將電極和傳感器置于頭皮表面獲取信號，半侵入型介于兩者之間。受腦機接口技術(shù)和倫理、安全等因素的制約，長期以來，非侵入式腦機接口為研究重點。
根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的數(shù)據(jù)，非侵入式腦機接口占腦機接口市場規(guī)模的86%，侵入式和部分侵入式腦機接口占比14%。
上海此次明確重點推進侵入式、半侵入式腦機接口技術(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)辦腦機接口科技企業(yè)Neuralink，由此將全球目光聚焦于腦機接口產(chǎn)業(yè)。2024年9月，Neuralink宣布其實驗性大腦植入設(shè)備“盲視”獲得美國FDA認定，加速了研發(fā)和上市進程。Neuralink稱，目前已為三名患者植入腦機芯片。
“從場景需求、急迫性以及技術(shù)領(lǐng)先性來看，侵入式腦機接口具有獨特優(yōu)勢，上海在方面有基礎(chǔ)。”腦虎科技創(chuàng)始人兼首席科學家陶虎告訴界面新聞，目前上海在國內(nèi)腦機接口領(lǐng)域位于第一梯隊，特別是在侵入式腦機接口產(chǎn)品領(lǐng)域，上海是國內(nèi)最強的城市之一。
“海外BCI領(lǐng)域有一定先發(fā)優(yōu)勢，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�！碧鞓蚰X科學研究院（中國）（下稱TCCI）副院長楊揚說。成立于2016年的TCCI由盛大集團創(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)支持了多個頂尖的BCI研究項目和企業(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目研究團隊多數(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)界普遍認為運動解碼是突破口，在多個國家已經(jīng)獲得突破。運動解碼即對運動意圖的解碼，目前運動解碼機制相對清晰，將電極植入到固定運動皮層位置即可，但實現(xiàn)此目標并不容易，需要安全地將電極植入大腦，清晰地采集、讀取信號，再進行傳輸、解碼。
目前，馬斯克的Neuralink公司實現(xiàn)了實時運動解碼，讓癱瘓患者得以將神經(jīng)信號轉(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（簡稱“博�？怠保┠X機接口產(chǎn)品也完成了全國第三例、上海第一例臨床試驗植入手術(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清華大學生物醫(yī)學工程學院洪波教授團隊合作開發(fā)，采取了半侵入式設(shè)計，植入的BCI體內(nèi)機僅硬幣大小，在上海完成研發(fā)和型式檢驗，于2024年8月成為我國首款進入創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審查程序的腦機接口產(chǎn)品。該產(chǎn)品尚處于臨床試驗階段，預期將通過多中心臨床試驗后取得三類醫(yī)療器械注冊證。
不斷提高安全性、便捷性是BCI競速的重要目標之一。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)了具有全球獨家專利的高性能血管介入式腦機接口方案，兼顧了Neuralink 的單神經(jīng)元水平的信號質(zhì)量與 Synchron 的免開顱的手術(shù)友好程度，同時滿足了低植入 損傷和高精度信號記錄的需求，有望免開顱實現(xiàn)復雜腦控功能和精細神經(jīng)調(diào)控，拓展侵入式腦機接口的應(yīng)用邊界與普及范圍。
BCI技術(shù)發(fā)展的第二階段，楊揚對界面新聞介紹，目前全世界不少科學家認為是語言解碼，涉及多個腦區(qū)，解碼機制更為復雜。
2019年，美國加州大學舊金山分校神經(jīng)外科學教授Edward Chang實現(xiàn)了侵入式BCI英語語言解碼的突破；2024年，腦虎科技則實現(xiàn)了實時中文和運動“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)針對漢語特征的神經(jīng)編解碼機制和信息處理手段，轉(zhuǎn)換難度也較高。
腦虎科技聯(lián)合華山醫(yī)院神經(jīng)外科吳勁松教授團隊，在語言區(qū)占位腫瘤癲癇患者上進行了柔性腦機接口植入手術(shù)，通過植入256導高通量腦機接口，幫助其定位病灶并保護語言相關(guān)的重要腦功能區(qū)。
術(shù)后5天，這名患者實現(xiàn)了142個常用漢語音節(jié)下71%的解碼準確率，并且單字解碼時延小于100ms，是目前國內(nèi)實時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，比如幫助盲人進行視覺重建；第四階段或是記憶解碼，提取記憶，屆時科學的“奇點”就將到來。
情緒“X”光機。圖片來源：零唯一思
在非侵入式領(lǐng)域，上海在康復、抑郁癥評估等領(lǐng)域探索BCI產(chǎn)品的落地應(yīng)用。
1月10日，復旦大學附屬華山醫(yī)院康復醫(yī)學科科研主管賈杰宣布，正式啟動“多模態(tài)腦機接口康復系統(tǒng)研發(fā)與臨床驗證”項目。該項目為上海市“科技創(chuàng)新行動計劃”養(yǎng)老科技支撐專項項目，將研發(fā)助力老年人受損神經(jīng)功能康復的BCI康復產(chǎn)品。
賈杰是中國第一個康復醫(yī)學博士后，2010年開始從事腦機接口研究。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BCI產(chǎn)品。
成立于2017年的司弈智能從軟體外骨骼機器手切入BCI，與賈杰團隊合作，聚焦腦卒中患者的手功能康復，開發(fā)了首款腦機接口手功能康復機器人。“早期腦卒中患者沒有任何肌電信號，怎么盡早開展康復訓練？當時我們的軟體外骨骼機械手產(chǎn)品已經(jīng)非常成熟，腦機接口技術(shù)可以快速打通手功能外設(shè)，在臨床上直接應(yīng)用�！彼巨闹悄苁袌隹偙O(jiān)王誠向界面新聞介紹道。
BCI將傳統(tǒng)康復早期的被動康復模式變?yōu)橹鲃涌祻湍Ｊ剑诨颊叽竽X和外部康復設(shè)備間建立信息通路，通過“意念”操控設(shè)備帶動肢體運動，通過反復訓練和刺激，幫助重塑運動神經(jīng)回路。
2023年，司弈智能腦機接口康復訓練與評估系統(tǒng)獲得國家藥監(jiān)局二類醫(yī)療器械注冊證，這也是全國BCI手功能康復機器人產(chǎn)品的首證。下一步，司弈智能打算將上肢康復機器人和下肢康復機器人等外接康復設(shè)備用BCI技術(shù)整合起來，形成腦機系列康復產(chǎn)品。
王誠指出，非侵入式BCI康復設(shè)備市場目前魚龍混雜，從康復的有效性和性價比來看，還沒有出現(xiàn)一款顛覆性產(chǎn)品。
與此同時，華山醫(yī)院康復科也在與念通智能合作研發(fā)BCI手功能康復設(shè)備。這款產(chǎn)品希望實現(xiàn)更精細化的手部動作控制，是國內(nèi)目前唯一一款申請三類醫(yī)療器械注冊證的非侵入式BCI產(chǎn)品，這對臨床試驗提出了更高的要求。
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計算機科學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)了一款可識別人類情緒狀況的情緒“X”光機。測試者頭戴腦電帽，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報告。
呂寶糧團隊擅長算法和解碼，對BCI的學術(shù)貢獻可謂“日拱一卒”。知名的深度學習專家李沐在2009年還是一名交大學生，當時他發(fā)表的關(guān)于如何利用腦電識別情緒的論文，找出了腦電的關(guān)鍵頻段。2014年，呂寶糧團隊提出基于腦電和眼動的多模態(tài)情緒識別方法。2015年，該團隊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接口領(lǐng)域最大的數(shù)據(jù)集SEED，也是全球最常用的兩個標準數(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)布了全球首個腦電大模型LaBraM，并對其訓練了2500個小時。這個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)。“意義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，推動抑郁癥快速自篩。第二步，則是開發(fā)針對情感障礙的心理數(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)用場景和需求。未來非侵入式BCI技術(shù)與可穿戴設(shè)備、機器人等結(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，腦機接口被推到了風口之上。
陶虎認為，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)生中心都是腦機接口的重大應(yīng)用需求方，作為優(yōu)秀的技術(shù)臨床試驗以及最終產(chǎn)品落地推廣的平臺，對腦機接口企業(yè)起到了大力的支持作用，對新技術(shù)的推進比較快�！�
同時，復旦、交大、中科院等在滬科研院所對腦機接口科研工具有巨大需求。上海已經(jīng)形成了一個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。腦機接口是一個包括電極、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，加快推進臨床試驗和應(yīng)用，加速審評審批，提高檢測能力等。他透露，下一步上海將調(diào)研產(chǎn)業(yè)鏈，進一步研究建設(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)+機構(gòu)的和諧生態(tài)。“如果沒有合適的檢測標準，那么一方面無法充分評估產(chǎn)品的安全性和有效性，另一方面也可能導致檢測過緊，不利于創(chuàng)新�！�
界面新聞獲悉，上海市醫(yī)療器械檢驗研究院聯(lián)合國內(nèi)頭部醫(yī)院和監(jiān)管機構(gòu)，牽頭起草了腦機接口醫(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)標準�；谏虾ａt(yī)械院出具的型檢報告，上海本土兩家腦機接口器械成功開啟臨床試驗。未來，該院預計在三年內(nèi)投入上億元經(jīng)費，建成全國領(lǐng)先的腦機接口醫(yī)療器械檢驗測試平臺。
此次，上海也明確組建“科學家+企業(yè)家+投資人”的決策咨詢體系，促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
“科學家+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，腦機接口是一個重要方面。目前國資的下場意愿和投資力度明顯加大�！碧栈⒄f。
2025年1月8日，總量達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接口。該基金將主打“耐心資本”，存續(xù)期長達15年，以解決原創(chuàng)科技落地慢，投資人不敢投的“痛點”。
