文丨獵云網 韓文靜
“如果把侵入式腦機接口比作木桶的話，當下，支撐木桶的木板都已經補齊。”
微靈醫療聯合創始人鄧春山博士告訴獵云網，侵入式腦機接口的底層技術積累，已經成長到了一個臨界點，在過去五年左右的時間，行業呈現出明顯的井噴式發展狀態。
腦機接口，簡言之就是在人腦與外部設備間建立直接連接通路，讓大腦與機器實現“對話”，這也是科幻小說里常見的場景。
2017年，科技狂人埃隆·馬斯克創立Neuralink，專門研究腦機接口技術，并發布了多項研究成果，引發了一系列的風潮和關注。腦機接口概念，也一度從實驗室被推向了公眾視野。
如今，國內已經有越來越多的科技公司，開始探索腦機融合技術的應用。侵入式和非侵入式兩種技術路徑，也都有了不同程度的突破和進展。
產業開始落地
大多數人最初對腦機接口的認識來自科幻作品，事實上，得益于底層技術躍進，腦機接口技術正從科幻走向現實，從研究走向應用。
國際市場研究機構IMARC Groupe的數據顯示，全球腦機接口的市場規模在2021年達到了15億美元。該機構預測，到2027年，全球腦機接口市場規模將達到33億美元，約合238.26億元人民幣。
國內的腦機接口行業也正在成為投資熱點，一方面，國內互聯網科技巨頭紛紛介入腦機接口領域，阿里、華為、科大訊飛等公司以投資并購方式入局腦機接口領域；另一方面，腦機接口創新公司涌現，行業融資事件爆發。
來源：獵云網
這其中，從國內腦機接口企業融資事件輪次分布看，企業多處于融資早期階段，整個行業尚處起步期，未來發展潛力大。
歷經幾十年的研究，當前腦機接口正處于第三個發展階段——技術爆發期。億歐智庫《2022全球腦機接口技術與應用發展研究報告》顯示，中國對腦機接口技術的重視程度不亞于發達國家，近兩年已經將此技術上升為國家戰略。
“十四五”規劃第一次將腦機技術明確寫入需要攻關的重點技術品類中，明確腦機融合是腦機技術的關鍵；2021年，我國正式啟動了百億級的科技創新2030重大項目“腦科學與類腦研究”。
隨著底層技術的突破、資本以及政策的助力，我國腦機接口產業進一步落地。
去年9月，在世界人工智能大會上，國內腦機接口（BCI）領域首個半侵入式設備正式對外發布。
今年5月，全球首例非人靈長類動物介入式腦機接口試驗在北京獲得成功，該試驗在猴腦內實現了介入式腦機接口腦控機械臂，這對推動腦科學領域研究具有重要意義，也標志著我國腦機接口技術的突破。
“如今的腦機接口行業已經來到了產業化落地階段。”臻泰智能創始人王浩沖告訴獵云網，得益于技術的驅動，腦機接口開始從研究走向應用，這其中，非侵入式腦機接口，成為臨床應用中進展較快的方向。
微靈醫療鄧春山博士也表示，行業迎來了工程化的節點。“侵入式腦機接口涉及到好幾個不同的技術環節，包括柔性電極的歸納加工工藝、芯片工藝、侵入無線化、無線通信等等，這些底層技術經過過去十幾年積累，如今已經可以集成到一個微型化系統里面，實現工程化。”
兩種技術路徑
按照信號采集方式不同，腦機接口主要分為侵入和非侵入兩種技術路線。
非侵入式腦機接口收集腦電波來進行信號輸出，優點是沒有創傷，缺點是不夠精確。
侵入式腦機接口的特點就是通過深部電極將信號采集設備侵入到大腦內部，從而獲得更精準的信號。相比于非侵入式腦機接口，它的控制更加精確、更加流暢，但由于其有創傷性，具有一定風險性，并不容易被患者廣泛接受。
這兩種技術路徑的商業化進展，如今走到了哪一步？
根據《2022年腦機接口行業研究報告》，2020年，非侵入式腦機接口占腦機接口市場規模的86%。技術上相對更成熟的非侵入式腦機接口，在2022年就逐步開啟邁向商業化。
“在侵入式腦機接口領域，全球還沒有一款被批準的商業產品，我們以美國為例，美國只有一款侵入式腦機接口產品在做臨床試驗，沒有被批準上市。”鄧春山表示，國內的侵入式腦機接口發展和美國相比，有一定的基礎差距，在工程化層面會追趕的比較快，但是也會有三五年的差距。
“在電極、專用芯片、算法等工程制造環節，難度和技術要求都不是最高的，這些底層技術在五年前都已經成熟起來，挑戰在于集成測試部分，侵入式腦機接口核心問題是要做系統級別的設計。”
鄧春山提到我國侵入式腦機接口行業的核心問題：那就是缺乏在系統層面上做設計的團隊。
他表示在未來的幾年，微靈醫療把系統級產品傳遞到臨床應用端作為核心任務，推動腦機接口技術的臨床轉化，強調應用場景落地。
非侵入式腦機接口的商業化進程則更快一些。王浩沖告訴獵云網，“非侵入式腦機接口的 范式、算法和系統應用方面，和國外基本上是齊頭并進的狀態，加上國內患者群體比較大，數據規模比較大，所以這塊進展比較快，和國外差距并不大。”
目前，臻泰智能的腦機康復產品已在北京宣武醫院、上海華山醫院、西安交大一附院等全國三十多家三甲醫院落地。
事實上，侵入式腦機接口和非侵入式腦機接口并不是非此即彼，王浩沖表示，這兩種技術路線將在很長一段時間相互并存，“針對不同的適應癥各有優劣，侵入式主要是針對重癥的，例如癲癇、重度癱瘓等神經功能受損疾病，非侵入式則可以聚焦教育、醫療康復、大健康和人機交互產業。”
醫療依然是主流方向
腦機接口技術的應用方向主要有醫療健康、娛樂、智能家居、軍事等等。風口之下，行業真正的機會在哪？
醫療健康領域是腦機接口最直接和最主要的應用領域，也是目前最接近商業化的應用領域。相關數據顯示，2020年腦機接口在醫療領域的市場規模占比達62%。
在醫療領域的疾病治療、功能恢復上，腦機接口被廣泛應用于康復治療、疼痛管理、腦機控制假肢等方面。除此之外，腦機接口技術在神經科學、心理學、認知科學等領域也得到了廣泛的應用。
事實上，在腦機接口最初提出的時候，就是應用于醫療領域，目的是幫助殘疾人重新行走或支配上肢。
但在未來三到五年里，醫療臨床應用仍將是腦機接口應用的主流方向。復旦大學類腦智能科學與技術研究院副院長王守巖教授曾在媒體報道中表示，腦機接口即將落地三個細分賽道。
第一是讀腦方向，即解碼腦信息，對人的內在意識、情感進行解讀，讓有意識障礙、自閉癥等癥狀的患者與世界重新建立聯系；第二是腦機交互方向，即通過外界刺激來改善腦部癥狀，未來會在抑郁癥、疼痛、癲癇等四五個適應癥上有很多臨床應用；第三是無創腦機接口方向，以硬件結合認知神經科學的方式，推動數字藥物的發展。
“在康復醫療中，腦機接口技術讓康復從被動變成主動。”王浩沖表示，目前神經康復的賽道已經驗證了腦機接口的方式的可行性，大腦可以參與到控制系統中去，用意念直接控制設備，提升康復效率。
例如，有很多高位截癱、運動功能障礙患者，他們在傳統的人工輔助、針灸理療的治療方式治療下，整體康復周期需要半年至一年以上，康復效率較低。
通過上百例的臨床驗證，王浩沖發現腦機比常規治療方案，提升了患者20%的康復效率。王浩沖提到，臻泰智能以腦機接口、虛擬現實以及康復機器人三大技術為核心，構建了“BCI+VR+機器人”通用腦機接口智能康復整體解決方案，極大地提升康復訓練效果，目前臻泰可實現腦機交互系統響應時間1s以內。
鄧春山也表示，微靈醫療的產品主要服務運動失能患者，例如中風、脊髓損傷，漸凍癥群體，實現運動功能替代與康復。
在較長的一段時間內，腦機接口的落地產品中主要的科技應用，都會基于臨床醫生和病人等使用者的需求。
未來，隨著技術發展和政策的支持，腦機接口行業將會探索出更多使用場景，患者和消費者也將盡快享受到行業發展的成果。