“絕大多數疾病或大腦問題,都可以通過Neuralink的腦機介面解決。”特斯拉CEO馬斯剋日前在2024年度神經外科醫師大會上發表的這一言論引發熱議。隨著神經科學、計算電子學和醫學的不斷髮展,腦機介面(BCI)技術已成為引領最新一輪科學技術發展的重要力量。
近日,前瞻產業研究院重磅發佈《2025年腦機介面產業藍皮書——未來將至,打造人機互動新範式》(以下簡稱“藍皮書”),全面梳理了腦機介面產業的最新動向。報告基於詳實的市場資料分析,為腦機介面產業的未來發展繪製了一幅清晰藍圖。
腦機介面(Brain Computer Interfaces,BCI)是指在生物腦與智慧型手機器之間建立資訊交流的直接通道,既可以解讀腦部訊號、控制外部裝置,也可以將資訊編碼輸入大腦。
自上世紀70年代以來,“腦機介面”持續發展。到了21世紀以後,腦機介面技術隨著半導體等電子資訊技術的發展,腦機介面的落地實現愈發成為可能,應用場景也被無限拓展,各國紛紛開始希望通過落地應用率先搶佔行業技術高地。當前全球腦機介面產業正處於攻堅突破期。
從產業鏈的角度看,腦機介面產業包括上游腦機介面晶片、基礎資料庫和系統軟體,中游硬體裝置製造、軟體/演算法開發,下游醫療健康、商業娛樂、公共事業等領域的應用。
其中,醫療領域是當前腦機介面產業最主要關注的下游應用行業。從下游應用結構來看,目前全國腦機介面下游應用解決方案企業中醫療領域佔比達到56%。去年12月,上海華山醫院完成了上海首例、國內第三例腦機介面植入。目前術後1個月,患者已經可以在氣囊手套輔助下,順利舉起杯子喝水。
目前全球主流國家都在積極出台政策,推動腦機介面產業發展,搶佔行業高地。美國出台了《神經工程系統設計計畫》,日本發佈了《腦/心機能利用技術推進戰略》,歐盟發佈了《人類大腦計畫(Human Brain Project)》。
在國內,工業和資訊化部等七部門在2024年初共同發佈了《關於推動未來產業創新發展的實施意見》,該政策將腦機介面明確定義為未來產業之一,並提出了重點發展任務。隨後在2月和7月,工信部又先後發佈了《腦機介面研究倫理指引》和《腦機介面標準化技術委員會籌建方案》,從政策標準層面引導腦機介面產業規範化創新發展。
不同國家間,腦機介面技術路線出現了分化。中國、歐盟、加拿大主要佈局非侵入式技術路線,美國、日本、以色列代表了侵入式路線陣營。前者無需手術,只需將電
極附著在頭皮上,成本低、方便易用、無創傷但易受干擾;後者通過手術等方式將訊號採集裝置(電極)直接植入患者大腦皮層,可以獲得高強度、高品質的訊號,但成本更貴,安全風險也更高。目前中國已完成3例臨床實驗,患者恢復效果良好,整體技術應用水平和研究處於全球領先地位。
整體來看,儘管腦機介面技術的應用可能性和潛力巨大,但目前腦機介面技術在人體上的應用仍處在臨床試驗階段,且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於腦機介面產業的前景增速預測有較大差異,取均值計算預計到2029年全球腦機介面產業規模將達到76.3億美元。
《藍皮書》指出,技術是腦機介面產業進一步發展的重要瓶頸。腦機介面技術主要是通過電極採集腦電訊號,再借由理解演算法分析解讀意圖並實施反饋給對應的外部裝置,而由於腦電訊號較為微弱且大腦活動非常複雜,因此“如何聽到腦”和“如何理解腦”是現階段腦機介面技術發展現階段面臨的核心難點。
除此之外,倫理和道德、資訊安全和隱私洩露、投入成本構成了腦機介面產業化上的重大阻礙。目前中國腦機介面產品按照二類或者三類醫療器械進行產品註冊備案和上市銷售管理,初步估算,單一產品的投入至少需要達到數億元人民幣,投資回收期也需要至少3年以上,且該投入還存在效果不及預期或者失敗的風險。因此高昂的投入成本也成為了產業發展的巨大阻礙。
要盡快推進產業瓶頸的打通,前瞻產業研究院建議,地方政府應延續傳統高效的商業化應用優勢,加快腦機介面技術的應用落地;建構產業生態,形成產業系統競爭優勢;牢守安全底線、放開政策監管力度,為行業創新發展打開政策空間;注重教育培養,強化人才支撐體系。
企業在強化基礎研究,打造技術創新能力的同時,還應該加強合作,打通技術產業化落地路徑是當前首要任務,此外還要加強國際合作交流,佈局全球戰略格局。
最後,為了深入洞察腦接機口產業發展狀況及挖掘“種子”企業,前瞻產業研究院依託深厚的行業積累和前瞻性的市場洞察,重磅發佈《2024年中國腦機介面產業系列榜單》,通過系統的評選與表彰,樹立行業標竿,推動技術創新與產業化處理程序。
腦機介面行業作為極具發展潛力的新興領域,正站在科技變革的風口浪尖。在市場方面,腦機介面行業前景十分廣闊。全球範圍內,美國、歐盟、日本等在戰略層面積極佈局,企業數量不斷增長,投融資活動活躍。從應用領域來看,其覆蓋範圍極為廣泛。
雖然在發展過程中也面臨諸多挑戰,但總體而言,腦機介面產業機遇大於挑戰,隨著技術的進步、應用場景的拓展以及各界對挑戰的重視與應對,腦機介面行業有望在未來取得更為輝煌的成就,深刻改變人類的生活與社會發展處理程序。 (前瞻經濟學人)