2024 年 1 月,腦機接口被工信部等七部門列為十大創(chuàng)新標志性產(chǎn)品之一。湖北省、武漢市及東湖高新區(qū)把腦機接口作為未來產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向,已構建起技術轉(zhuǎn)化至臨床落地的政策體系。2025 年 3 月,湖北省響應國家醫(yī)保局指南,發(fā)布了全國首個腦機接口醫(yī)療服務政府指導價,實現(xiàn)腦機接口單獨立項與收費路徑打通,并建立動態(tài)定價機制。腦機接口治療技術與醫(yī)保的聯(lián)動不僅加速腦機接口技術在臨床治療領域的突破,更為全國醫(yī)療創(chuàng)新政策制定提供標桿,未來將進一步優(yōu)化倫理審查體系,推動腦機接口技術普惠化以及產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量發(fā)展。
一、行業(yè)概述
腦機接口工作原理為先采集顱內(nèi)或腦外腦電信號,再用機器學習模型等解碼神經(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、反饋機制四大核心模塊組成,依侵入式、非侵入式、半侵入式等技術類型不同,硬軟件實現(xiàn)方式有別。
圖1.腦機接口工作原理
腦機接口技術依據(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用場景。
圖2.不同類型腦機接口示意圖:侵入式、半侵入式和非侵入式
侵入式:需手術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)復雜精細控制,但創(chuàng)傷性大、手術風險高,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,仍有感染風險,電極植入和維護需專業(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、可重復性強,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
腦機接口作為新興產(chǎn)業(yè),在政策和技術應用的雙重催化下,市場規(guī)模呈現(xiàn)出不斷擴大的態(tài)勢。據(jù)Grand View Research統(tǒng)計數(shù)據(jù),全球腦機接口市場規(guī)模由2019年的12億美元,增長至2023年近20億美元。2019-2023年復合增長率超13%。行業(yè)前景方面、盡管腦機接口技術的應用可能性和潛力巨大,但目前腦機接口技術在人體上的應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,因此當前不同機構對于腦機接口產(chǎn)業(yè)的前景增速預測有較大差異,取均值計算預計到2029年全球腦機接口產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到76.3億美元。
圖3.腦機接口行業(yè)全球市場規(guī)模及預測
(二)競爭格局
全球腦機接口市場競爭激烈,依據(jù)企業(yè)的規(guī)模、技術實力和市場份額,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)具有強大的資金實力和頂尖的科研團隊,在技術研發(fā)上處于全球領先地位。第二梯隊包含國內(nèi)外具有一定規(guī)模和技術實力的企業(yè),如科大訊飛、博睿康醫(yī)療科技等。第三梯隊則是眾多新興的創(chuàng)業(yè)公司和科研機構,如強腦科技、腦陸科技等。
總體而言,國外在侵入式腦機接口技術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接口技術均有布局,憑借政策支持發(fā)展迅速,企業(yè)和研究機構還積極探索多技術融合以拓展應用。以下是對國內(nèi)外主要研究機構和企業(yè)在不同技術路線上進展的對比分析:
表1.國內(nèi)外主要研究機構和企業(yè)在不同技術路線上進展的對比
(三)上下游產(chǎn)業(yè)鏈
腦機接口技術作為人機交互領域的前沿突破方向,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:上游聚焦芯片設計、神經(jīng)信號采集設備研發(fā)及腦科學數(shù)據(jù)庫構建;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、商業(yè)娛樂、工業(yè)控制等終端應用場景,形成了從底層技術研發(fā)到終端場景落地的全鏈條生態(tài)布局。
圖4.腦機接口產(chǎn)業(yè)鏈全景圖
三、發(fā)展趨勢
腦機接口未來將呈現(xiàn)多維度發(fā)展趨勢,對社會經(jīng)濟影響深遠且投資前景廣闊。其產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展,呈現(xiàn)技術融合與場景擴展兩大特征:技術層面,生物醫(yī)學、納米材料與人工智能交叉融合,推動腦機接口向高分辨率、長續(xù)航、低侵入方向發(fā)展;應用場景上,醫(yī)療領域率先規(guī)模化落地,并逐步拓展至教育、娛樂、軍事等多元領域,形成 “醫(yī)療筑基、消費破圈” 格局。隨著全球腦科學戰(zhàn)略推進及人工智能賦能,預計未來十年腦機接口市場規(guī)模將呈指數(shù)級增長。
展望未來,腦機接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間極為廣闊,技術創(chuàng)新將持續(xù)突破,應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,腦機接口技術將加速從實驗室走向市場,在醫(yī)療、教育、娛樂等領域?qū)崿F(xiàn)更為廣泛、深入的應用。光谷不僅擁有華中科技大學腦研究所這樣的頂尖科研機構,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,未來將密切關注腦機接口賽道,通過產(chǎn)學研醫(yī)的深度融合,加大對腦機接口產(chǎn)業(yè)化項目的研究與投資,推動腦機接口產(chǎn)業(yè)在光谷的高速發(fā)展。