脑机接口（Brain-Computer Interface,BCI 或 Brain-Machine Interface,BMI），指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，实现脑与设备的信息交换。脑机接口是一种测量中枢神经系统活动并将其转换为替代、恢复、增强、 补充或改善自然中枢神经系统输出的系统，以改变中枢神经系统与其外部/内部 环境正在进行的交互。
BCI 一直是研究人员感兴趣的领域。最近，它已成为一个迷人的科学探究领域，并已成为证明大脑与技术之间直接联系的可能手段。许多研发项目都贯彻了这一理念，也成为科学探究中发展最快的领域之一。脑机接口的研究可以追溯至二十世纪七十年代，经过近五十年的研究，脑机接口技术的发展经历了三个阶段，目前，脑机接口技术正处于第三个阶段——技术爆发阶段。
根据Value Reports的报告，2027年，全球脑机接口的市场规模约230亿人民币，年复合增长率约13%。据臻泰智能介绍，尽管我国脑机接口纯设备的市场规模不足百亿人民币，但在使用场景中与具体产业（如老龄化、心理疾病等）的结合具有明显的放大效应，未来可能达到千亿规模。
技术根源
毫无疑问的，对于脑机接口而言，其技术根源还是在于“大脑”。
对于我们人类而言，众所周知的，大脑中有 860 亿个神经元，神经元用于发送和接收信息。尽管神经元有许多不同的类型，但它们通常由三部分组成：接收信号的树突、计算信号的细胞体和发出信号的轴突。
神经元通过突触连接，大脑的神经元通过称为突触的轴突-树突相互连接以发送和接收信号，比如饥饿信号或者是能量补给信号，神经元通过电信号进行交流，动作电位导致突触释放神经递质，这些小分子与树突上的受体结合，打开导致电流流过神经元膜的通道，当神经元接收到时空突触输入的“正确”组合时，它会启动动作电位。
基本原理
我们通常所认为的脑机接口是利用中枢神经系统产生的信号，在不依赖外周神经或肌肉的条件下，把用户或被试的感知觉、表象、认知和思维等直接转 化为动作，在大脑与外部设备之间建立直接的交流和控制通道。
脑机接口的基本原理是利用无创的脑电（EEG）、功能磁共振（f MRI）、功能近红外（f NIRS）、脑磁（MEG）或有创的皮层脑电（ECo G）、微电极阵列（MEA）等脑信号获取技术，采集并解码大脑活动信号，然后转换成相应的指令控制外部设备。
脑机接口原理示意图
发展脉络
1929年：Hans Berger 教授首次发现脑电波，人们就推测它可能用于交流和控制，至此，针对脑机接口技术的研究正式开始。
1935年：哈佛医学院的 Frederic Gibbs、Hallowell Davis 和 William Lennox 报告了使用 EEG 来改善癫痫症的可能性。
1952年：西班牙神经科学家 José M Delgado 开始将配备无线电的电极阵列植入动物和人类体内。
1970年：美国国防高级研究计划局启动了一项利用 EEG 探索大脑通信的计划。
1973年：加州大学洛杉矶分校的 Jacques Vidal 教授创造了“脑机接口”一词，并提出了脑机接口项目的目标，以分析 EEG 信号。
1987年：美国科学家Phillip Kennedy通过将神经营养锥电极植入猴子体内，构建了第一个皮质内脑机接口。
1997年：美国食品和药物管理局批准 DBS 用于治疗特发性震颤和帕金森病（随后于 2003 年批准用于治疗肌张力障碍和 2018 年用于癫痫）。
1999年：召开的第一届脑机接口国际研讨会首次给脑机接口明确的定义。
步入21世纪以后，人们对脑机接口的兴趣与日俱增，各类研究机构和公司纷纷投入此项研究。基于篇幅有限，对于21世纪后脑机接口的相关发展脉络不在本文中展示，感兴趣的读者可以与笔者取得联系，共同交流学习。
重点关注的8家脑机接口企业
目前，脑机接口广泛关注，显然脑机接口是一个广阔的市场，众多厂家纷纷进入，赛道前景非常乐观。笔者致力于并持续的对脑机接口进行了研究，目前已梳理全球范围内近800家企业机构，形成了颇有成效的全球脑机接口企业信息数据库。笔者从诸多企业机构中选择了8家进行重点关注。
1、Neuralink
作为埃隆·马斯克（Elon Musk）的合资企业，Neuralink正在开发一种通过机器人辅助程序放置在大脑中的植入物。
马斯克过去曾表示，侵入性较小的Link装置（与其他植入胸部区域的深部脑刺激系统相比）是通过颅骨植入的。这位企业家声称，它可以在不到一个小时的时间内在门诊环境中植入，而无需使用全身麻醉，可以选择移除或升级。
在 2020 年的一次网络直播中，马斯克将 Link 描述为一种带有可充电电池的小型设备，可持续使用一整天，将电线嵌入大脑皮质表面，可同时连续记录 1，024 个神经信号通道。它有一个用于跟踪头部运动的六轴惯性测量单元，更多用于温度等可测量的传感器，以及一个与智能手机应用程序连接的蓝牙天线。
虽然马斯克和公司官员表示，他们计划在2020年申请FDA批准人体试验，但尚未获得任何此类批准。今年早些时候，Neuralink和加州大学戴维斯分校被负责任医学医师委员会（PCRM）指控“严重违反动物福利法”，引用了通过公共记录诉讼获得的文件。这些指控声称Neuralink给猴子造成了极大的痛苦。
多份报道称，马斯克对Neuralink进展缓慢表示失望，但他吹捧了一个“展示和讲述”，将展示Link设备在2022年10月31日的位置。
2、Synchron
Synchron，通过导管输送的Stentrode脑机接口（BCI）植入物的开发商 - 目前普遍认为他们是唯一一家利用血管捕获大脑信号的BCI公司。
Synchron认为，血管内输送方法可以使脑机接口技术比侵入性开放脑手术的替代选择更简单，更安全，更容易获得。
上个月，该公司通过血管内方法在美国完成了脑机接口植入。Stentrode设备是作为Synchron的Command试验的一部分植入的，在FDA研究设备豁免下运行，以评估永久植入的脑机接口。
Command将评估该公司的运动BCI技术在严重瘫痪患者中的安全性和有效性，旨在使患者能够免提控制数字设备。研究结果包括使用大脑数据来控制数字设备并实现功能独立性的提高。
据报道，Synchron崛起为竞争对手BCI开发商引起了马斯克的注意，据说马斯克曾向该公司询问过一项潜在的投资。没有提供关于该交易是否涉及compa345anies的合并，收购，合作或任何其他类型的合并的细节。
3、Blackrock Neurotech
虽然一些公司最近在BCI方面的进步掀起了波澜，但贝莱德的技术测试已经在人类患者中进行了近20年。自2004年以来，通过研究，Utah Array植入物一直在患者中使用，从那时起，FDA报告的严重不良事件为零。
2021 年，贝莱德神经科技的 MoveAgain BCI 系统获得了 FDA 的突破性设备指定，该系统为行动不便的患者提供了仅通过思考来控制一系列设备的能力。该公司在获得突破性点头时表示，MoveAgain BCI可以提供更好的流动性和独立性，从而重返工作岗位，参加休闲活动并更有效，更快速地进行沟通。
MoveAgain BCI包括一个植入大脑的阵列，然后解码神经元活动的运动。然后将信号无线传输到外部设备，如光标或轮椅，让人们控制他们的外部环境。
贝莱德和匹兹堡大学的康复神经工程实验室（Pitt RNEL）合作开发了第一个便携式脑机接口（BCI），允许患者在家中参与研究试验。贝莱德的一位代表表示，这是该公司准备明年初推出第一款商业产品的最后一步。
如果该设备商业化，它将标志着人类首次在学术研究之外连接到计算机。
Blackrock Neurotech11月16日公布了用于其脑机接口（BCI）技术的Neuralace下一代神经接口。
它将Neuralace平台设计为超高通道数的柔性电极。该公司在一份新闻稿中表示，它提供了对其未来BCI的推动的技术的一瞥。在视觉上看起来像一块蕾丝。它比睫毛还细。可以用各种材料和图案来设计它，它可以在大脑表面的大片区域进行设计。
4、ClearPoint Neuro
ClearPoint Neuro 于2021 年 7 月与贝莱德神经科技达成协议，开发一种自动化手术解决方案，用于将 BCI植入神经系统疾病患者体内，包括瘫痪、ALS、失明和听力损失。
总部位于加利福尼亚州索拉纳海滩的ClearPoint Neuro当时的合作旨在利用其平台和软件与Blackrock Neurotech的犹他州阵列，为外科医生提供临床解决方案，该解决方案比迄今为止进行的其他BCI植入手术更加精简和有效。
今年早些时候，ClearPoint宣布与总部位于北卡罗来纳州达勒姆的Higgs Boson Health合作，将基于ManageMySurgery平台的面向患者的数字应用程序推向市场。该应用程序将专门用于向大脑和脊柱输送药物，以及BCI技术。
5、BrainGate
BrainGate的神经技术使用一系列植入大脑的微电极，让人类只需思考即可操作计算机或机械臂等外部设备。研究性的BrainGate系统允许患有脊髓损伤，脑干中风和ALS的人只需考虑自己瘫痪的手和手臂的运动即可控制计算机光标。
该公司已获得FDA研究设备豁免，用于脑机接口技术的人体试验。2021 年 4 月，患有四肢瘫痪的 BrainGate 临床试验参与者展示了皮质内无线、高带宽 BCI 与外部无线发射器的使用。
BrainGate在其网站上表示，早期的临床研究表明，该系统对先进的假肢具有直观的控制。该公司声称，该系统为瘫痪患者提供了对强大的辅助运动和通信设备的轻松控制。
6、Neurable
Neurable最初是虚拟现实（VR）应用程序的开发商，包括2017年推出的一款精神控制的VR游戏。
福布斯的一份报告称，在2019年筹集了600万美元的A轮融资后，该公司的目标是以耳机的形式为消费者开发日常BCI产品。
“我们希望成为一家让每个人都能轻松访问神经技术的公司，”该公司的网站写道。
Neurable首席执行官Ramses Alcaide博士告诉福布斯，使用VR展示了概念并证明了BCI技术的早期价值，使该公司能够创建旨在推向市场的耳机外形。通过这一点，Neurable旨在使计算机界面更加直观，并超越键盘，触摸屏和语音界面的潜在限制。
7、Snap
Snap的NextMind脑电图电极检测大脑活动，以舒适地捕获神经信号，允许用户执行实时动作。
该公司设计了其脑机接口来解码神经活动，使人们能够仅使用他们的思想来控制物体。其夹式设计允许将传感器与头带、帽子和 AR/VR 耳机相结合。
总部位于巴黎的NextMind技术的潜力如此之大，以至于今年早些时候，它被Snap收购 - Snapchat是流行的Snapchat社交媒体应用程序背后的公司。
8、Axoft
近日，神经技术公司Axoft推出并宣布其脑机接口（BMI）指定为FDA突破性设备，以更好地治疗神经系统疾病。该公司获得了800万美元的资金，用于资助FDA的临床前研究，并扩大其神经植入物的原型“像大脑一样柔软”。
Axoft成立于2021年，由著名学者刘嘉与其学生Paul Le Floch博士、叶天阳博士联合创立，是一家专注于柔性脑机接口技术研究的高科技公司，公司致力于研发出全柔性侵入式脑机接口，未来可应用于癫痫诊断、高位截瘫患者、功能区治疗等领域以及临床前科研领域，解决目前临床上无法长期植入微创脑机接口、缺乏单神经元分辨率的高带宽电极、缺乏永久植入式脑机接口、缺乏30天甚至数年以上的稳定诊断手段等痛点。
