中國(guó)腦機(jī)接口技術(shù)采取侵入式與非侵入式同步推進(jìn)的策略其中非侵入式技術(shù)已達(dá)到國(guó)際前沿水平。
雙手癱瘓的設(shè)計(jì)師用腦電波操控光標(biāo)創(chuàng)作,漸凍癥患者借助芯片植入手術(shù)重返測(cè)繪崗位,這些科幻場(chǎng)景正隨著馬斯克公布的腦機(jī)接口研究成果成為現(xiàn)實(shí)。術(shù)后志愿者突破行動(dòng)限制,重獲與世界互動(dòng)的能力。
2025年,腦機(jī)接口成了熱門詞匯,迎來(lái)前所未有的發(fā)展熱潮。在國(guó)內(nèi),2025年甚至被稱為中國(guó)腦機(jī)接口行業(yè)“元年”。近兩個(gè)月來(lái),多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)宣布重大技術(shù)突破;資本市場(chǎng)上,腦機(jī)接口概念股持續(xù)走熱,中概股公司腦再生科技(RGC.US)4-6月股價(jià)漲幅一度超8000% ,上演“股市神話”。
在湖北,腦機(jī)接口技術(shù)表現(xiàn)亮眼。武漢衷華腦機(jī)融合科技發(fā)展有限公司(以下簡(jiǎn)稱“衷華腦機(jī)”)、武漢依瑞德醫(yī)療設(shè)備新技術(shù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“依瑞德”)等企業(yè)憑借多年技術(shù)沉淀迎來(lái)發(fā)展黃金期;華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院、同濟(jì)醫(yī)院等臨床平臺(tái)也加快探索,推動(dòng)技術(shù)早日惠及患者。
侵入式腦機(jī)接口技術(shù)領(lǐng)先規(guī)?;R床應(yīng)用最快2-3年
6月25日,在華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)外科診室,樊非醫(yī)生向支點(diǎn)記者現(xiàn)場(chǎng)演示腦機(jī)接口設(shè)備:患者借助腦機(jī)接口康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),能依據(jù)自身腦電波狀態(tài)獲取個(gè)性化康復(fù)方案。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腦電波,一旦捕捉到患者抓握水杯的意圖,便會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)外骨骼設(shè)備輔助完成動(dòng)作。
目前,該科室腦機(jī)接口門診設(shè)備平臺(tái)已搭建完畢,即將面向公眾開診?;颊咄ㄟ^持續(xù)訓(xùn)練,可強(qiáng)化大腦與外骨骼的協(xié)同能力,數(shù)周后,自主行動(dòng)能力顯著提升,逐步實(shí)現(xiàn)康復(fù)。
去年11月,衷華腦機(jī)與協(xié)和醫(yī)院合作,成功將全國(guó)產(chǎn)高通道腦機(jī)接口芯片植人腦腫瘤患者腦部并完成測(cè)試,精準(zhǔn)采集神經(jīng)元電生理信號(hào),為評(píng)估腫瘤進(jìn)展、侵襲范圍提供量化依據(jù)。
作為該手術(shù)的主力醫(yī)生,協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)外科主任姜曉兵對(duì)支點(diǎn)記者介紹,芯片主要用于手術(shù)的臨時(shí)監(jiān)測(cè),輔助醫(yī)生更精準(zhǔn)界定腫瘤邊界,提升手術(shù)切除效果。目前患者術(shù)后恢復(fù)良好。
腦機(jī)接口按植人方式分為非侵入式、半侵入式和侵入式三類。其中,非侵入式無(wú)需開顱,通過腦電采集設(shè)備即可讀取大腦信號(hào),憑借無(wú)創(chuàng)、便捷的優(yōu)勢(shì),更容易商業(yè)化。目前,國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的醫(yī)院引人了非侵人式的腦機(jī)接口設(shè)備,幫助腦卒中、脊髓損傷等患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)和感覺功能。
今年6月5日,華中地區(qū)首個(gè)腦機(jī)接口門診在華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院開診,標(biāo)志著湖北在神經(jīng)科學(xué)與人工智能醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域邁出關(guān)鍵一步?;颊咄ㄟ^佩戴非侵人式設(shè)備采集神經(jīng)信號(hào),設(shè)備實(shí)時(shí)捕捉其大腦運(yùn)動(dòng)皮層的電信號(hào),通過算法轉(zhuǎn)化為控制指令,為定制康復(fù)方案提供核心數(shù)據(jù)支撐。該院神經(jīng)內(nèi)科副主任醫(yī)師張萍表示,門診采用“臨床 + 科研 + 轉(zhuǎn)化”一體化平臺(tái),同步開展治療與臨床試驗(yàn),符合標(biāo)準(zhǔn)的患者可免費(fèi)接受前沿干預(yù),門診還將建立長(zhǎng)期隨訪數(shù)據(jù)庫(kù),推動(dòng)技術(shù)優(yōu)化。
值得關(guān)注的是,國(guó)內(nèi)腦機(jī)接口的科研進(jìn)展遍地開花。6月,南開大學(xué)段峰教授團(tuán)隊(duì)牽頭的全球首例介人式腦機(jī)接口輔助人體患肢運(yùn)動(dòng)功能修復(fù)試驗(yàn)順利完成,幫助一名偏癱患者實(shí)現(xiàn)患肢運(yùn)動(dòng)功能修復(fù)。
中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心等機(jī)構(gòu)成功開展了中國(guó)首例侵入式腦機(jī)接口前瞻性臨床試驗(yàn),受試者經(jīng)過2-3周的訓(xùn)練,即可通過意念完成下象棋、玩賽車游戲等操作,達(dá)到了與普通人控制電腦觸摸板相近的水平。
北京腦科學(xué)與類腦研究所和北京芯智達(dá)神經(jīng)技術(shù)有限公司合作研制的“北腦一號(hào)”智能腦機(jī)系統(tǒng)已完成國(guó)際首批柔性高通量半侵人式無(wú)線全植入腦機(jī)系統(tǒng)的人體植入,進(jìn)入臨床驗(yàn)證階段,目前已完成5例患者植入,為脊髓損傷、腦卒中、漸凍癥患者實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和言語(yǔ)功能的替代和康復(fù)。
從全球范圍來(lái)看,美國(guó)和瑞士在腦機(jī)接口領(lǐng)域研發(fā)投人領(lǐng)先。姜曉兵認(rèn)為,歐美國(guó)家側(cè)重侵人式腦機(jī)接口技術(shù)研發(fā),而中國(guó)采取侵入式與非侵人式技術(shù)同步推進(jìn)的策略,其中非侵入式技術(shù)已達(dá)到國(guó)際前沿水平。當(dāng)前,侵入式腦機(jī)接口技術(shù)不斷取得突破,但目前都還處在試驗(yàn)階段,距離大規(guī)模臨床應(yīng)用至少還需2-3年時(shí)間。
聚焦技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用拓展鄂企突圍在行動(dòng)
早在半個(gè)世紀(jì)前,腦機(jī)接口的概念雛形就已萌芽。1973年,美國(guó)加州天學(xué)的雅克·維達(dá)爾首次提出“腦機(jī)接口”概念,即在人或動(dòng)物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建直接連接,實(shí)現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換。直到2024年1月,第一位人類患者接受了馬斯克旗下腦機(jī)接口公司Neuralink的植入物,腦機(jī)接口研究開始引發(fā)全球關(guān)注。2024年,我國(guó)工信部將腦機(jī)接口列人未來(lái)產(chǎn)業(yè)十大標(biāo)志性產(chǎn)品。
當(dāng)前,腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模增速很快。中信建投提供的一組數(shù)據(jù)顯示,自2019年起,全球腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模逐年攀升,預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)到33億美元的規(guī)模,年復(fù)合增長(zhǎng)率約 13.5% 。其中,非侵入式腦機(jī)接口是重點(diǎn)研發(fā)方向,占市場(chǎng)規(guī)模的 86% 。今年2月,賽迪顧問發(fā)布的《中國(guó)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)》顯示,2024年我國(guó)腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模達(dá)32億元,增長(zhǎng)率為18.8% 。預(yù)計(jì)到2027年,我國(guó)腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)55.8億元,增長(zhǎng)率為 20% 。
回溯國(guó)內(nèi)發(fā)展歷程,早在1988年,華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院廖家華教授科研小組研制出中國(guó)第一臺(tái)單脈沖的經(jīng)顱磁刺激實(shí)驗(yàn)機(jī)型。在此技術(shù)基礎(chǔ)上,依瑞德初始技術(shù)團(tuán)隊(duì)研制出中國(guó)第一臺(tái)重復(fù)經(jīng)顱磁刺激儀,并于2009年獲得國(guó)內(nèi)第一張經(jīng)顱磁刺激儀的醫(yī)療器械注冊(cè)證,打破了國(guó)外產(chǎn)品的壟斷。經(jīng)顱磁刺激(TMS)是一種非侵入性神經(jīng)調(diào)控技術(shù),通過線圈產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)穿過頭皮和顱骨,引起神經(jīng)元興奮性的變化,可用于治療抑郁癥、焦慮癥、腦卒中后遺癥、帕金森病等精神神經(jīng)疾病。
2007年,依瑞德在武漢創(chuàng)立,目前總部位于光谷生物城。“公司剛成立的時(shí)候只有7個(gè)人,天家都不知道我在干嘛,也不了解這個(gè)技術(shù),覺得我是在異想天開,那時(shí)候國(guó)內(nèi)也就只有兩三家企業(yè)在做。”依瑞德董事長(zhǎng)蔡勝安對(duì)支點(diǎn)記者講述道。
如今,作為湖北非侵人式腦機(jī)接口領(lǐng)域的代表,目前依瑞德已研發(fā)出8個(gè)系列近百款產(chǎn)品,不僅推出了全球首創(chuàng)的雙線圈經(jīng)顱磁刺激儀、中國(guó)首臺(tái)獲醫(yī)療器械注冊(cè)證的近紅外腦功能成像系統(tǒng)等產(chǎn)品,更于今年4月獲得國(guó)內(nèi)首張精神領(lǐng)域經(jīng)顱磁的三類醫(yī)療器械注冊(cè)證。
在侵入式腦機(jī)接口技術(shù)賽道上,湖北另一家本土企業(yè)衷華腦機(jī)也實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵性突破,目前公司已完成多例短期臨床試驗(yàn),多項(xiàng)產(chǎn)品正快速推進(jìn),計(jì)劃于明年取得三類醫(yī)療器械注冊(cè)證并正式上市。
衷華腦機(jī)董事長(zhǎng)黃立在接受支點(diǎn)記者采訪時(shí)表示,推動(dòng)他投身腦機(jī)接口研發(fā)的契機(jī),是在一次會(huì)議中看到一位失去雙臂的退役軍人,由此下定決心要用先進(jìn)科技為傷病者帶來(lái)康復(fù)。過去5年,團(tuán)隊(duì)持續(xù)深耕腦機(jī)接口技術(shù),已自主研發(fā)出6大系列、共58種規(guī)格的產(chǎn)品,并在大鼠、巴馬豬、弼猴等構(gòu)建的帕金森、抑郁、脊髓損傷等多種動(dòng)物模型中,系統(tǒng)驗(yàn)證了該產(chǎn)品的有效性與安全性。
產(chǎn)學(xué)研合作正在加速落地。今年6月,華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院與依瑞德簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方將圍繞項(xiàng)目合作、技術(shù)開發(fā)、資源共享等方面開展深度合作,加速醫(yī)工交叉融合與腦機(jī)接□領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新。
今年2月,武漢協(xié)和醫(yī)院一衷華腦機(jī)院企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室揭牌。未來(lái)3年,聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將投人2000萬(wàn)元專項(xiàng)科研經(jīng)費(fèi),聚焦神經(jīng)膠質(zhì)瘤瘤機(jī)接口、柔性硬腦膜外腦機(jī)接口系統(tǒng)、人工視覺、人工腦骨膜等方向開展研究。
目前,國(guó)內(nèi)外腦機(jī)接口企業(yè)正展開激烈競(jìng)爭(zhēng)。在國(guó)內(nèi),除了依瑞德和衷華腦機(jī)外,以強(qiáng)腦科技、腦虎科技、微靈醫(yī)療等為代表的一批企業(yè),均已取得不俗的技術(shù)成就。其中,2022年,強(qiáng)腦科技研發(fā)的BrainRobotics智能仿生手通過層層審查獲得了美國(guó)FDA認(rèn)證,是國(guó)內(nèi)首個(gè)拿到FDA認(rèn)證的非侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品。該公司合伙人何熙昱錦不久前在武漢公開表示,“未來(lái)5到10年,腦機(jī)產(chǎn)品數(shù)量或?qū)⒊绞謾C(jī)?!睆?qiáng)腦科技正研發(fā)新一代仿生手,指尖傳感器可感知溫度與壓力,實(shí)現(xiàn)“握手知冷暖”。
階梯醫(yī)療于今年2月完成了3.5億元B輪融資,由啟明創(chuàng)投、奧博資本、禮來(lái)亞洲基金領(lǐng)投,成為國(guó)內(nèi)侵人式腦機(jī)接口行業(yè)單次融資金額最大的一筆。在國(guó)際上,今年6月,Neuralink宣布完成6.5億美元(約合人民幣43億元)新一輪融資,成立9年,公司估值已飆升至90億美元(約合人民幣650億元)。
蔡勝安認(rèn)為,腦機(jī)接口正站在爆發(fā)臨界點(diǎn),技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用拓展將成為企業(yè)突圍關(guān)鍵。
新賽道搶跑湖北加快政策支持與資本投入
在腦機(jī)接口領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的當(dāng)下,湖北正積極探尋突圍之道。
姜曉兵認(rèn)為,醫(yī)學(xué)是推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵突破口?!白尠c瘓患者重新獲得行動(dòng)能力,這樣的臨床成果能產(chǎn)生強(qiáng)大的示范效應(yīng),極大地加速技術(shù)落地進(jìn)程。但腦機(jī)接口的應(yīng)用不止于此?!痹谒磥?lái),隨著技術(shù)的不斷突破,人體芯片植人或許能賦予人類全新能力,曾經(jīng)只存在于科幻作品中的場(chǎng)景,未來(lái)很可能成為現(xiàn)實(shí)。
中信建投也表示,腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療健康、教育教學(xué)、游戲娛樂等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出其應(yīng)用潛力,其中醫(yī)療健康領(lǐng)域是最早被應(yīng)用并最接近實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地的細(xì)分領(lǐng)域。2020年腦機(jī)接口市場(chǎng)中,醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用占比達(dá) 62% ,其他領(lǐng)域占比38% 。
面對(duì)廣闊的發(fā)展前景,湖北行動(dòng)迅速,以政策支持與資本投人雙輪驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2024年,《湖北省加快未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施方案(2024—2026年)》將腦機(jī)接口列為未來(lái)健康領(lǐng)域的重點(diǎn)方向,《武漢市促進(jìn)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展實(shí)施方案》出臺(tái),將腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)作為13個(gè)未來(lái)產(chǎn)業(yè)之一進(jìn)行重點(diǎn)部署。
今年3月31日,湖北率先發(fā)布腦機(jī)接口醫(yī)療服務(wù)價(jià)格,其中,侵入式腦機(jī)接口置入費(fèi)6552元/次,侵入式腦機(jī)接口取出費(fèi)3139元/次,非侵入式腦機(jī)接口適配費(fèi)966元/次。
分析人士表示,這一定價(jià)舉措,填補(bǔ)了腦機(jī)接口醫(yī)療服務(wù)的價(jià)格空白,解決了此前因收費(fèi)模糊導(dǎo)致的技術(shù)與產(chǎn)品落地難題,有利于加速腦機(jī)接口技術(shù)從科研向臨床轉(zhuǎn)化。
蔡勝安認(rèn)為,腦機(jī)接口涉及生物醫(yī)學(xué)、生物工程、電子信息等多學(xué)科,需要構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新體系才能實(shí)現(xiàn)更好發(fā)展。他建議湖北通過精準(zhǔn)招商引資,加速完善產(chǎn)業(yè)鏈布局。“企業(yè)自身也在積極探索,比如聚焦重點(diǎn)疾病,推進(jìn)醫(yī)工合作,精進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品;建設(shè)腦科學(xué)與腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)園區(qū),打造腦機(jī)接口上下游產(chǎn)業(yè)鏈集群,形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)合力,助力湖北省腦科學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?!?/p>
資本助力方面,長(zhǎng)江產(chǎn)業(yè)集團(tuán)旗下楚天鳳鳴基金針對(duì)醫(yī)工交叉的學(xué)科復(fù)雜特性,緊緊圍繞同濟(jì)醫(yī)院等龍頭機(jī)構(gòu),積極推動(dòng)王桂華教授團(tuán)隊(duì)聚焦超聲無(wú)創(chuàng)腦機(jī)接口技術(shù)加速產(chǎn)業(yè)化,會(huì)同旗下辰元?jiǎng)?chuàng)投、魯信創(chuàng)投等共同研究投資方案,解決發(fā)展資金瓶頸。同時(shí),團(tuán)隊(duì)密切跟蹤衷華腦機(jī)項(xiàng)目技術(shù)攻關(guān)和臨床試驗(yàn)進(jìn)程,并擬定投資方案,致力于打通湖北省腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)“科研-轉(zhuǎn)化-應(yīng)用”鏈條。
展望腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)的未來(lái),蔡勝安建議湖北省考慮制定“侵入式和非侵入式雙軌并舉,協(xié)調(diào)發(fā)展;優(yōu)先壯大非侵入式產(chǎn)業(yè),培育侵入式技術(shù)創(chuàng)新潛力”的總體策略,加快形成具有區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)集群。憑借豐富的科教資源、雄厚的醫(yī)療基礎(chǔ)和充足的人才儲(chǔ)備,湖北正全力向腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)新賽道發(fā)起沖刺。