前言导读
1.1 关于脑机接口
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——应用实验阶段。
图源：蛋壳研究院《2022年脑机接口行业研究报告》
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。
1.2 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。
1.3 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
1.4 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。
近两年来，随着脑科学和类脑科学、人工智能技术的不断进步，脑机接口也受到了更多的瞩目，而且随着脑机接口的不断深入，资本市场也高度聚焦该赛道，据不完全统计，2021年脑机接口领域融资规模创下新高，融资金额总计4.68亿美元，同比增长482%。
（二）脑机接口市场前景
2.1 市场发展概况
行业市场规模大，以非侵入式技术和医疗场景应用为主
2020年全球脑机接口的市场规模达到14.6亿美元，预计到2027年市场规模达36亿美元，年复合增长率约为14%，行业市场规模大，增速快，脑机接口行业未来具有很大发展空间。
2020年，非侵入式脑机接口占脑机接口市场规模的86%。目前，受到脑机接口技术和伦理、安全等因素的制约，无论是各国科研院所还是企业，研究重点都侧重非侵入式脑机接口；当前脑机接口技术主要应用于医疗及健康保健场景，数据显示2020年脑机接口在医疗领域的市场规模占比达62%。
图源：蛋壳研究院《2022年脑机接口行业研究报告》
国内行业融资事件数迎来爆发，企业多处于融资早期阶段
脑机接口行业融资事件爆发，资本加速布局。马斯克的Neuralink公司致力于脑机接口技术的研究，近年来发布多项研究成果引发社会广泛关注，使得脑机接口从实验室被推向了公众视野，成为当下投资热点。2021年是国内融资事件近年来最高达18起，2022年上半年仍有9起融资事件，表明投资机构正加速对脑机行业的投资布局。
图源：蛋壳研究院《2022年脑机接口行业研究报告》
融资早期轮次的企业占比81%，产业孕育发展中。从国内脑机接口企业融资事件轮次分布看，A轮及以前占比高达 81%，企业多处于融资早期阶段，说明整个BCI行业尚处起步期，行业成熟度及商业化程度较低，未来发展潜力大。
图源：蛋壳研究院《2022年脑机接口行业研究报告》
侵入式技术壁垒较高，国内布局非侵入式技术企业占比大
侵入式技术壁垒较高：侵入式技术通常需要进行开颅手术，将电极植入到大脑皮层采集脑电信号，但也极易引发人体的排异反应；非侵入式设备只需要用电极连接头皮来获取信号，对人体伤害较小，技术难度较低。
图源：蛋壳研究院《2022年脑机接口行业研究报告》
国内布局非侵入式技术企业占比大：2015-2022H1年国内脑机接口行业获得融资的企业共37家，其中仅4家企业布局侵入式技术且获得融资，89%企业均采用非侵入技术切入脑机接口赛道。
图源：蛋壳研究院《2022年脑机接口行业研究报告》
2.2 市场未来展望
未来全球脑机接口产业产生经济规模将达700-2000亿美金
根据中国电子技术标准化研究院的《脑机接口标准化白皮书2021》，2019年全球脑机接口市场规模约12亿美元，预计2027年达37亿美元，CAGR15.5%。目前脑机接口主要以非侵入式为主，用于诊疗康复领域，其中医疗保健领域占比62%，剩余为疾病治疗领域。脑机接口技术的发展将撬动医疗健康、教育、游戏甚至智能家居行业，麦肯锡《The Bio Revolution Report》预计未来10到20年，全球脑机接口产业产生经济规模达700-2000亿美金。
侵入式与非侵入式将长期并存
侵入式与非侵入式技术优缺各异无法相互替代，两项技术将长期并存、共同发展，直到技术成熟衍生出细分市场。
开发包括脑机接口在内的多种认识大脑的工具能够增强人对大脑的理解，从而推动脑科学进步；脑科学发展意味着人们对大脑的认识更全面、深刻，有助于开发更具针对性且性能更好的认识大脑工具，由此形成良性循环一同加速脑机接口技术成熟度提升，促进细分市场出现。
商业落地将以“康复医疗”作为行业标杆，并形成“1+N”百花齐放的产业新格局
当下脑机产业尚未成体系，企业、研究机构大多自给自足，场景覆盖面较窄。随着技术愈发成熟和资本的持续入场，目前在康复医疗已然成为主要市场，随着技术的推进和医疗商业化的奠基，有望推动脑机接口+N个行业的深度结合。
未来10年间是脑机接口高速发展的10年，全球多家脑机技术创业公司崛起，商业发展潜力巨大。创新技术将推动了市场应用的想象力，未来脑机接口不再单一出现，而是与商业生态系统共进退。以康复医疗为标杆，脑机接口将落实在多行业生态中。
建立相应的规范标准是必要的，其中隐私风险最为重要
未来政策及监管制度随着技术更新而持续完善。随着BCI发展到更多的领域，现有的问责制和执法结构可能无法应对新型BCI应用程序所带来的挑战。为了促进隐私和负责任的BCI使用，可能还需要新的政策方法来减轻潜在风险。
医疗器械产品解析
1 、脑机接口主动康复系统，博睿康科技（常州）股份有限公司
博睿康科技脑机接口技术(Brain-ComputerInterface,BCI)是人机交互的一种方式，通过采集分析运动障碍患者大脑运动想象的脑电活动特征，控制外部康复设备进行康复训练，从而促进大脑功能重塑，自上而下的恢复大脑和肢体之间的神经通路，以达到康复训练的目的。
博睿康科技公司与北京清华长庚医院合作搭建“脑机接口主动康复系统”，旨在应用多模态磁电刺激手段研究脑卒中重症患者的脑功能状态，调控患者脑神经活跃程度，增强并巩固认知水平。
脑机接口主动康复系统是一种非侵入式的、安全性好的新技术，该系统治疗中不会对人体造成任何损害，能帮助患者跨越肢体运动障碍，实现功能重建。康复训练中，治疗系统通过病人主动的运动想象及外界的视觉、听觉刺激来激发神经元的活动，识别大脑神经活动信息，并传递给康复机器人或其他辅助设备，带动上肢或下肢运动，进而激活全脑水平神经活动和促进神经网络重塑，实现从中枢-外周-中枢的神经回路闭环康复训练。整套系统由脑电采集设备、脑机接口软件系统、外骨骼机器人等部分组成。
该系统通过BCI系统获取患者运动意图，控制气动手等外部设备，实现上下肢的替代运动，从而恢复部分运动能力，帮助患者改善生活状态，提高生活质量。并且，通过BCI控制外接设备进行反复训练间接促进神经通路的重建，恢复部分运动能力及运动控制水平，属于主动康复方式，促进重症患者神经功能恢复，实现尽早康复。
脑电采集系统为32通道全脑脑电采集，主动降噪技术，保障监护室、手术室等复杂电子环境下高质量信号采集，实时阻抗和信号质量监测，及时评价数据可靠性。搭载脑机接口软件系统，精准识别患者运动意图。
手功能康复手套以安全性更高的空气压力作为动力，有效抑制手指痉挛，增加手指关节活动度，改善血液循环，松动手指关节。搭配脑机接口系统进行主动康复训练，促进神经系统恢复，缩短恢复周期，提高生活质量。
公司简介
博睿康科技（常州）股份有限公司成立于2011年11月，核心团队来自脑机智能全球Top5的清华大学神经工程实验室以及临床神经领域的医疗市场专家，是中国脑机接口领域的领军企业之一。
博睿康是一家以自主创新的“脑-机接口”技术为核心，专业从事脑-机接口系统相关设备的研发、生产、销售以及技术服务的高新技术企业。公司依托于清华大学自主创新、国际领先的脑-机接口技术，致力于为神经科学创新研究和临床神经疾病诊断、治疗与康复研究提供专业、完整的解决方案。公司主要客户有清华大学、中科院、北师范、北航、浙大、中科技、上海交大、西安交大、南开大学、南京大学等知名院校以及北医三院、宣武医院、华山医院、301医院、中国康复研究中心、清华长庚医院等医疗机构。
2 、SleepUp，北京脑陆科技有限公司
SleepUp是一款由脑陆科技研发的医疗级别便携睡眠脑电监测设备，将脑机接口技术带到日常生活，帮助人们「关注睡眠健康，改善睡眠状态」。
SleepUp将与智慧睡眠场景深度结合，并通过高精度的EEG采集技术，融合多模态生物信号，在机器学习算法模型训练后，为用户提供个性化的睡眠管理方案，进一步提升民众睡眠健康质量。
小巧便携是SleepUp的显著特点，是目前全球已知最小的脑机接口产品，重量仅有38克，配合特殊设计的一次性柔性医用贴片，实时且完整监测人体整晚脑电波信号，并且能够通过可视化的图像监测和分期算法，让人们在家用场景准确地获取自己的睡眠分期报告，并辅以AI赋能的诱导助眠功能，从而达到“自我睡眠健康管理，AI赋能改善睡眠”之目的。
家用化医疗级别精度的便携睡眠脑电监测设备SleepUp
SleepUp可通过识别人体生物脑电波，根据用户大脑神经信号状态，智能化匹配不同频段和强度的声波响应（比如白噪音、粉噪音）。通过匹配特定特征的声波，可以诱导大脑神经信号状态由兴奋状态逐步过渡到抑制和平静状态。这种声波中的不同成分能够诱发和调整与睡眠相关的α波、β波、 θ波等生物信号的分布比例，从而使人们可以从清醒状态诱导至睡眠状态或者冥想状态。
除了脑电波信号之外，SleepUp还能监测到人体心率、血氧、体动等睡眠过程中的重要指标，多导睡眠仪（PSG）会整晚进行校对。根据显示信息，通过蓝牙的方式传输到手机APP上，结合机器学习算法，生成睡眠日报、周报、月报，给到使用者一套属于他自己的睡眠管理方案。
公司简介
脑陆科技®（BrainUp®）成立于2018年，是一家中国专注于脑科学技术、脑机交互、脑与精神健康，类脑计算研究与产业化，并将脑机接口技术与人工智能技术结合应用落地的前沿科技公司，是“中国脑计划”脑机交互领军企业。
脑陆科技以“让脑科学提升人类幸福感”为使命, 自主研发并建立了基于实时脑电算法解析的脑应用开放云平台——脑智能开放平台，致力于为精神疾病医疗、健康、金融、安全生产娱乐、XR互娱教育等领域提供更精准、宜用、有价值的脑机软硬一体综合解决方案，并不断打磨产品，探索和突破。
3 、Easleep深海豚脑机智能安睡仪，浙江强脑科技有限公司
2022年11月，BrainCo强脑科技推出了首款面相C端的脑机接口类智能产品——深海豚(Easleep)脑机智能安睡仪。它将脑机接口技术与睡眠场景深度结合，首创CL-CES（Close-loop CES），利用精准脑电（EEG）检测技术，结合人工智能算法，解译大脑在不同睡眠阶段的神经信号状态，是一款将脑电数据检测+声光电干预一体化的智能产品，用于改善用户睡眠质量。
深海豚(Easleep)脑机智能安睡仪
Easleep智能安睡仪搭载先进的脑机接口技术，内置高精度EEG传感器、运动传感器与红外线检测芯片，对脑电波进行实时检测，客观记录用户的脑波数据，分析大脑状态，生成多维度睡眠深度分析报告。
据公司官网介绍，该产品具有以下特点：
脑电采集反馈：精准脑电反馈+智能算法分析，科学判定脑部神经状态；
APP智能安睡系统：4大睡眠场景方案+乐单管理，深度报告沉淀，数字化睡眠管理；
B-CBTi睡眠修复方案：非药物失眠干预手段，睡眠管理师1V1分析；
自定义助眠理疗：CES物理助眠+双声拍多重音波，档位、音乐按需切换；
睡眠分析报告：入睡报告、整晚报告，周维度分析，了解睡眠改善效果。
CES物理助眠，其作用于大脑皮层结构和脑干结构，通过产生低强度、微量的弱脉冲电流，能够有效地刺激大脑分泌具有镇静性作用的内啡肽，减少皮质醇含量，降低焦虑、减缓压力。同时，Easleep内置双声节拍及多种助眠音波 (白噪、粉噪），使用时能有效降低使用者的心率，促进神经递质分泌，快速产生睡意。
Easleep将传统复杂且昂贵的设备集成于高精准、便携式、轻量化的可穿戴智能安睡仪与数字化睡眠解决方案，BrainCo研发团队与三甲医院合作开展的《多功能可穿戴式设备干预失眠的临床研究项目结题报告》临床研究中证明，90%的受试者使用后入睡效率有明显提升。
公司简介
BrainCo强脑科技创立于2015年，是首家入选哈佛大学创新实验室(Harvard Innovation Lab)的中国团队，致力于成为全球领先的非侵入式脑机接口技术解决方案供应商，在康复、大健康、人机交互等领域具有领先优势。
4、脑机接口专用系统级芯片，北京宁矩科技有限公司
宁矩科技成立于2019年，目前已进行A轮融资，具备侵入式技术能力。其由清华大学技术成果孵化，与马斯克的NeuraLink同属一个赛道。宁矩科技的研发重点主要在侵入式脑机接口技术，关注最底层的接口硬件，产品覆盖电极材料、神经接口专用芯片、无限多点接口系统设备、脑机信号采集及分析可视化平台和系统级脑机接口平台。目前，宁矩科技自研的首款脑机接口专用系统级芯片已流片成功。
该款芯片面积仅有0.5cm²，拥有128个通道，同时具备信号采集功能和神经刺激功能，还集成了采集刺激模块、无线发射模块以及算法模块等。在性能方面，该款芯片在信号采集通道数、采集质量等方面并不比马斯克的Neuralink落后很多，甚至一些参数指标，比如功耗、抗噪等方面还更有优势。
宁矩科技脑机接口专用芯片
宁矩科技自研的脑机接口专用的系统级芯片具有多通道、强抗噪、低功耗、无线传输等特点，芯片性能指标处于世界领先水平。公司推出的国内首个无线侵入式脑机接口设备，一代样机已开始与临床合作。宁矩科技还与清华大学附属长庚医院、首都医科大学三博脑科医院、北京天坛医院、宣武医院等医疗机构展开运动康复、神经电刺激治疗帕金森和癫痫、脊髓瘫痪和面瘫等方面的合作。通过对脑电信号的采集刺激一体化与算法相结合，对癫痫、疼痛、脑卒中、帕金森等神经系统疾病提供基于新一代脑机接口设备的颠覆性解决方案，从而进一步打开广阔的市场。
公司简介
宁矩科技成立于2019年11月，是清华大学电子工程系孵化企业。公司采用侵入式技术，定位于新一代脑机接口平台开发，规划版图涵盖脑机接口芯片、系统化设备、软硬一体化平台，以及针对医疗、科研等行业的专用解决方案。
5、超柔性微纳电极，上海阶梯医疗科技有限公司
阶梯医疗自研的超柔性微纳电极， 是一款超柔性、超微细、高通量、高密度、高生物相容性以及低损伤的产品，具有传统金属电极或阵列电极不可比拟的优良采集性能，可实现对大脑神经电信号进行高密度长期稳定地采集，为研究神经解码、神经环路、神经网络机制等提供了一个全新的技术思路。
神经界面是记录或控制大脑神经元电生理活动的最核心器件，也被称为脑电极，主要分为侵入式、非侵入式和介入式三种。其中，侵入式电极因其可以直接采集到最原始、最清晰的脑电信号而具有明显优势。而稳定性和高通量是高效神经界面的两大基本需求，也是目前技术的主要瓶颈所在。
稳定性代表了长期的使用寿命以及可靠的性能。对此，阶梯医疗采用高分子聚合物作为基底材料，通过先进的微纳加工工艺，将电极尺寸降到细胞级别，实现了目前柔性最高且横截面积最小的植入式脑电极。
该产品具有以下特点：
超柔超细：弯曲刚度约10⁻¹⁴N∙m²，神经元尺度电极截面；
高通量记录：空间采样密度可达1024通道/mm³；
生物相容性优异：无免疫瘢痕，长期稳定记录，可实现长达300天稳定信号记录；
可定制化：根据研究对象、植入部位、研究目的可按需定制。
HNE超柔性微纳电极的横截面积大约是Neuralink 的1/7到1/10，同时也小于单个神经元的胞体。由于阶梯医疗的HNE超柔性微纳电极的尺寸极小，HNE的柔性 (弯曲应力) 比Neuralink的电极低两到三个数量级。弯曲HNE超柔性微纳电极所需的力约等于细胞之间相互作用力的大小。因此，细胞难以“感知”到周围神经电极的存在，也几乎不会产生免疫瘢痕。并且该电极的双向灵敏度也提升至单个神经元级别，实现了神经元分辨率的精细化刺激调控。
同时，高通量意味着神经界面可以在更短时间内提取更大范围脑区的更多神经元信号，也意味着可以更加精确地解码高维度且复杂的神经信息，以及更高密度地通过电刺激对大脑写入信息。
对此，阶梯医疗增强了HNE超柔性微纳电极的采集性能，最高可实现2048通道同步信号采集。同时，公司自研的微型采集系统实现了对多个脑区的大范围神经信号的分布式测量，稳定测量信号的时长达300多天。
在脑机接口科研市场，阶梯医疗自研的HNE超柔性微纳电极已经实现商业化，成为国内乃至国际上首款实现商用量产交付并完成大批量植入的高通量柔性电极。该电极的有效性和安全性在小鼠、大鼠和非人灵长类动物上均得到了验证，为脑神经科学领域的研究提供技术领先、性能稳定的神经界面工具。
尽管超柔性微纳电极具有很多优势，但其使用过程中也存在诸多限制，为了更加便利高效地使用超柔性微纳电极，阶梯医疗研发了高通量神经信号采集系统、便携式植入系统、一体化记录及分析软件等产品，这一系列产品不仅为解决神经科学问题提供全栈式解决方案，还将应用于人体功能修复、疾病治疗、机能增强等医疗场景和医学研究中。
AUFEIS植入手术机器人系统
公司简介
上海阶梯医疗科技有限公司创立于2021年8月，是植入式脑机接口领域的先锋科创企业。阶梯医疗致力于植入式脑机接口技术的研发与突破，技术与产品将可应用于人体功能修复、疾病治疗、机能增强等医疗场景及相关科研工作。
6、CereCube 高通量神经信号采集系统，上海脑虎科技有限公司
CereCube是一款模块化、高性能、高通量的神经信号采集系统,由脑虎科技自主研发,最多可同时记录 2048 个通道的神经信号。该系统可同时采集局部场电位(LFP)和单神经元的动作电位(Spike)，可采集脑皮层电信号(ECOG)，可用于长期跟踪记录神经元的活动，在细胞水平上研究感觉、认知等大脑功能的神经机制，研究脑疾病的发病机理。
系统由神经信号处理器、神经信号放大器、神经信号记录分析软件、配套电源适配器及放大器连接线组成。神经信号处理器最高配置配备8个放大器接口,每个接口可处理256通道信号。神经信号放大器(headstage)可选型号包括256通道记录headstage、128通道记录headstage、64通道记录headstage和16通道记录/刺激headstage，神经信号处理器和放大器通过纤细灵活的放大器连接线相连。
该产品具备以下优势：
通道数高：单设备最高可支持2048通道，兼具电刺激功能，支持多动物同时采集，兼容其他品牌电极，可满足多种实验需求；
数据分析智能化：软件(MindExplorer)可在线更改数据的采样率，可实时查看每个通道的电极阻抗，软件还支持高通量神经信号数据一键sorting功能；
通道数升级便捷：最高支持8个信号输入端口，升级简单，无需更换原有设备，也无需增加外部设备，即可解锁更高通量。
产品应用场景
公司简介
脑虎科技成立于2021年11月，是一家国内领先的通过柔性脑机接口技术来保护及探索大脑的生命科技公司，聚焦最具想象空间的侵入式脑机接口设备研发。自主研发微创侵入式高通量柔性脑机接口技术，打破国外技术垄断，并在柔性电极、生物材料、芯片设计、核心算法、数字脑库、植入方式、临床应用及生态建设等多环节全面领先。
7、植入式脑机接口系统，深圳微灵医疗科技有限公司
目前，微灵医疗在高密度超柔顺神经传感器阵列、采集刺激一体闭环神经电子芯片等底层器件层面，数千通道级微型化脑机信息交互仪、脑信息无线收发器、高通量神经信号实时解析与转码器、类脑智能解算与控制器等脑机融合核心基础模块层面，均已拥有较成熟的技术。
植入式脑机接口系统，建立在脑科学、材料学、微电子学、信息学、人工智能、机器人和临床医学等多重学科深度融合的基础上，将记录到的人脑运动皮层的神经信号，转变为计算机可以加工的数字信号，经过算法实时解码，推算出人的运动意图。最后，将人的运动意图转码成屏幕上光标的移动、机械臂的抓握、轮椅的前进，或者语音的生成、文字的书写，更进一步，机械手臂上触觉感受器感应的信息可以转换成微电流，回传给感觉皮层，让人拥有“触摸”的感觉。
底层器件
高密度超柔顺神经传感器阵列：微米级超薄结构，复合纳米技术，有效提高神经相容性、导电性。
高密度超柔顺神经传感器阵列
神经电子信号芯片：采集刺激一体，闭环式神经调控
神经电子信号芯片
基础模块
高通量神经信号实时解析与转码器
概念图
数千通道脑神经信号采集器
原型机
类脑智能解算与控制器
在系统平台层面，团队已经完整搭建了基于非人灵长类的植入式脑机接口临床前研究范式和功能评估系统，并成功完成了多只脑机接口猕猴的植入手术，正在进行脑机智能融合训练实验。
微灵医疗的猴子用意念控制机械臂投喂自己
目前，微灵医疗的技术成果包括：
神经信号传感的纳米增强技术：在提升聚合物传感器对神经信号感应性能的同时保证结构更稳固，使用寿命更长；
2022年9月，微灵医疗与合作团队披露了新型光纳米神经遥控技术（2022年9月5日发表在Nature子刊），实现了脑机接口设备微器件化，可灵活精创植入，使用寿命可控，以及无线交互信息。据悉，这一神经康复领域的前沿脑机接口技术，不但由中国学者首创并持续引领，并将逐渐从实验室走向临床。
公司简介
深圳微灵医疗科技有限公司成立于2019年4月，主要从事医疗级全植入式无线脑机接口系统研发。公司创始团队是目前国际领先的掌握微创植入式脑机接口全链条自主技术的团队，是一支代表脑机接口技术国际前沿水平的科技团队。未来将持续聚焦于全植入式运动脑机接口系统的临床解决方案设计、工程实现与临床实践，期望能优先服务运动失能患者（如中风、脊髓损伤，渐冻症等）群体，实现运动功能替代与康复。
8、AirDream医疗级单通道脑贴，浙江柔灵科技有限公司
医疗级单通道脑贴是柔灵科技的核心产品，脑电柔性贴片是一款轻型医疗级柔性脑机接口设备，无感佩戴，顶级脑电信号捕捉能力，便携式设计，适用任意医疗场景。
该产品具备以下特点：
长续航：一次充电可用10h+；
精准脑电采集：采集脑电波；
蓝牙连接：适配大部分智能设备；
柔性材质：5mm厚度，超薄超轻；
弧形设计：符合人体工程学，佩戴舒适；
无感佩戴：水凝胶材质，亲肤柔软。
额贴式睡眠监测软件是一款配合医疗级单通道脑贴使用的终端系统，可对患者脑电相关数据进行实时采集与干预，事后生成专业化医疗级睡眠报告，辅助临床医生进行决策诊断。
柔灵科技奠定了“脑机接口+人机交互”的战略布局，并围绕材料与算法发力，重点规划了三大产品线：
其一，是柔灵科技在脑电领域打造的医疗级柔性脑电睡眠贴片系列产品。
基于柔性脑电睡眠贴片的第一代脑电睡眠监测仪产品目前已获批上市，第二代多模态类PSG产品正在注册中。而在实现精准睡眠监测的基础上，柔灵科技也在进一步基于声音靶向刺激实现对睡眠的精准干预，目前正在开展临床。此外，面向院内，基于前期临床研究数据，柔灵科技也在进一步拓展脑电睡眠贴片的医疗应用场景：诸如睡眠与疾病共病的诸如认知、情绪、疼痛等的量化监测识别等。
其二，是柔灵科技布局未来的侵入式柔性脑机接口产品。
其侵入式脑机接口产品，目前正在与多家国内顶尖医院开展合作，柔灵科技意识到，结合适应性的解码器设计与神经学习的类脑智能技术将产生下一代脑机接口系统：具备高性能、高鲁棒性，并更具普遍性。其独有的材料、芯片、系统架构、解码算法以及医疗能力，也助力着柔灵科技侵入式脑机接口上的突破。目前，其重点推进着ALS病人书写、视觉植入等场景中侵入式脑机接口的应用。
其三，是柔灵科技的肌电产品。
与脑电产品研究逻辑的相似性，使得柔灵科技可以快速进行拓展。在面向未来元宇宙打造全新交互方式的同时，柔灵科技也在进行商业化落地的尝试：目前其已经与某国内汽车大厂合作，进行基于肌电的人机交互解决方案的验证，开拓全新的商业化应用。
公司简介
柔灵科技成立于2020年3月，是专注非侵入式脑机接口技术研究的公司。柔灵科技专注于非侵入式脑机接口技术研究及其在消费电子领域和医疗领域的应用，主要的产品研发方向为柔性电极EEG用于脑电监测、基于Metaverse的神经3D交互系统，涉及柔性材料、算法、AI等诸多科学领域。能够对互联网医疗背景下的睡眠监测、心理问题筛查和慢病康复管理、VR/AR交互、游戏等领域提供技术应用和服务，推动赋能企业，进而创造更大的社会价值。
9、介入式脑机接口平台，深圳市应和脑科学有限公司
应和脑科学现拥有一支涵盖机械、电子、软件、芯片、系统、科学家等的跨学科团队，在有源医疗器械相关领域拥有丰富的经验和技术攻关能力。目前应和脑科学在脑科学医疗器械领域的技术管线主要有两条，分别是神经调控技术平台与介入式脑机接口平台。
应和脑科学依托应脉医疗成熟的血管支架技术和神经调控技术，专注于介入式脑机接口技术的开发。介入式脑机接口通过微创手术将血管支架电极植入，直接采集颅内相应脑区的信号。这种方式不需要进行开颅手术，但接收到的脑电信号质量又高于隔着颅骨的非侵入式脑机接口，国内外已有几家公司开展这种技术路线的动物实验及人体试验。应和脑科学的介入式脑机接口设备不仅拥有完全自主的知识产权，在实现相同信号采集精度的同时，实现了针对不同脑区的特异性刺激，而且该产品具有更低的成本，更长的电池使用寿命等领先优势。
目前应和脑科学在研发路径与落地应用方面主要有以下三大优势：
应和脑科学的介入式脑机接口是通过微创介入方式，将血管穿刺小口，通过类似心脏支架的微创手术实现脑机连接。相比开颅布置电极，这项术式经过十余年的发展，具有较高的成熟度和安全性，如脑卒中治疗领域的介入式取栓术就可作为血管介入电极的放置手段之一；
应和脑科学通过将电极“绑”在血管支架上的方式来探测脑信号，并给予神经刺激，实现了传统脑机接口难以做到的闭环治疗。而血管支架是这项技术平台的基础。背靠应脉医疗，应和脑科学无论是在介入支架还是神经调控技术都积累了行业领先的技术落地基础；
脑机接口是一个交互过程，不仅要读懂脑信号，还要能进行干预和治疗，但“读”信号难，“写”信号的临床落地更难。应和脑科学未来商业化的第一款神经调控产品便聚焦在脑深部电极刺激术（Deep brain stimulation，DBS），利用脑信号的“读”和“写”来治疗相关疾病。
目前DBS针对的适应症主要有帕金森病、肌张力障碍和原发性震颤等。应和脑科学在研的新一代DBS产品具有感知功能和闭环算法，可以直接测量病理性脑活动，并根据读取到的信号提供自适应可调节的刺激，以治疗与脑电功能异常相关的神经和精神疾病。
未来，应和脑科学也将基于公司在神经调控领域的脑信号读写技术平台，进一步拓展介入式脑机接口产品这类微创植入式疗法在运动障碍类疾病以及神经精神类疾病的治疗应用。
公司简介
应和脑科学分拆自应脉医疗，立足中国，面向世界，以临床需求为导向开发新一代神经调控及脑机接口技术和产品，多款在研产品均对标全球前沿创新技术，实现技术突破，填补产业空白。截至目前，研发团队已攻克了自主系统设计、电极设计、芯片设计、信号采集及解码、算法开发、MRI兼容等领域的技术壁垒，建立了汇聚目前全球范围内最前沿技术的通用型神经调控平台，数款在研产品实现国内首创，即将进入动物实验和临床实验阶段。
10、柔性脑机接口设备，和泽科技
10月24日，脑机接口初创公司和泽科技(Symbionics)宣布完成3000万元天使轮融资，本轮融资由昆仑资本独家投资。本轮融资资金将主要用于团队扩充、基础平台搭建、技术产品定型，推动柔性脑机接口技术发展，为人类带来更多的便利和福祉。
和泽科技专注于研发柔性脑机接口设备，成立于2023年，距离1973年“Brain-Computer Interfaces”脑机接口概念正式被提出恰好过去了50年。早期受限于各方技术，脑机接口的发展较为缓慢，近些年随着材料科学、纳米技术的不断进步，真正能够链接碳基生命与硅基设备，实现二者间的直接通讯，拓展人脑能力边界的新一代脑机接口已经走进现实。
神经电极是整个脑机系统中需要长期植入人脑的关键元器件，理想的神经电极需要满足长期稳定地收集高质量神经信号。和泽科技的柔性电极技术目前已经实现长期稳定收集高质量单细胞分辨的神经信号，完美的逃逸活体排异反应，植入电极展现出极高的生物相容性和神经界面稳定性，解决了传统硬质电极的诸多问题。
和泽科技团队首席科学家戴小川和CTO高腾深耕柔性神经电极领域多年，是神经元拟态电极的开拓者，为脑机接口关键底层技术奠定了坚实的基础。他们师从全球纳米材料和生物电子领域奠基人、四院院士、哈佛大学Charles M. Lieber教授，两位科学家归国后分别在清华大学和中国科学院建立独立实验室，专注于脑机接口技术在脑科学研究和临床应用方面的持续研发与转化。和泽科技创始团队核心成员毕业于哈佛大学、麻省理工学院、哥伦比亚大学等世界顶尖高校。
11、脑机接口 BMI VR 一体机，杭州回车电子科技有限公司
杭州回车科技推出一款脑机接口 BMI VR一体机。该产品将XR技术与生理参数识别技术相结合，不仅能够让用户深度沉浸在虚拟现实环境中，还能通过生理数据实时分析和生物反馈，为用户提供个性化的健康管理和教育状态反馈。
目前，该产品主要应用于医疗健康和教育领域。在医疗健康领域，该产品主要用于辅助诊断和治疗失眠、儿童多动症、认知障碍等心理健康问题。在教育领域，该产品能够识别使用者的注意力等大脑状态，便于分析教学效果，进一步提升教学质量。
该产品在现有虚拟现实（VR）技术基础上，融合了脑电和心率传感器，实现了对七种不同情感状态的准确识别，包括注意力、放松度、压力水平、愉悦度、激活度、和谐度以及睡眠状态。
该产品具备便捷的开发接口，快速实现VR应用对接。
回车科技的 BMI VR 一体机提供了三项核心能力，以满足市场的需求。
实时情感数据展示功能：该产品能够实时展示使用者的七大情感状态，并可以将数据连接到手机、平板等设备上，在VR外展示，方便用户和管理者了解产品功能及使用者的实时状态。
七大情感状态的准确识别
生物反馈赋能：通过实时识别的七大情感状态，结合人工智能技术，BMI VR可以智能调整VR内容，使其更加个性化。例如，在辅助入睡的产品过程中，根据用户实时的睡眠状态，系统可以智能地调整VR中的画面和声音，以实现更加个性化的高效干预。同样地，在孩子的学习过程中，根据注意力等状态的实时变化，系统可以智能地调整教学内容的难度和进度，以达到每个孩子最佳的学习节奏。
报告生成和长期数据记录：无论是在健康场景还是教育场景中，用户的使用都是长期且多次的。该产品可以记录下用户每一次使用VR时的情感状态，并通过多次记录生成直观的报告，展示用户在一段时间后的成长与变化。
公司简介
回车科技是一家集硬件、软件和算法全流程国产化的脑机接口公司。回车科技将脑电、心率等多维度生理信号与元宇宙VR、AR等新形态产品相融合，创造出一系列应用于心理健康及教育领域的产品，涵盖失眠干预、认知障碍康复、抑郁症干预、高效教学等领域。
12、personalized Brain Function Sectors (pBFS)，北京优脑银河科技有限公司
优脑银河的“个体化脑功能区剖分技术（personalized Brain Function Sectors，pBFS®）”，是目前全球唯一能够精准解析个体脑功能分布的方法。
基于pBFS®技术，优脑银河研发的针对多种重大脑疾病治疗的个体化干预方法——“ Point 疗法 （优点疗法）”，可实现对脑疾病的精准治疗。以自闭症为例，作为全球范围内的一个严峻挑战，此前缺乏对其机制的理解，也没有任何具体的医疗手段可以对应治疗。通过pBFS®技术，优脑银河能从个体功能层次看到每个自闭症患者的脑功能网络病变，了解其机制，从而有效治疗。
POINT流程：个体化经颅磁刺激靶点治疗
昌平实验室刘河生教授团队和中国康复研究中心北京博爱医院张皓教授团队在国际著名学术期刊《脑刺激》（Brain Stimulation）发表了关于卒中后失语症新疗法的论文。这项随机对照临床试验显示，针对个体化功能影像引导的额上回语言区（superior frontal gyrus, SFG）靶点进行经颅磁刺激对卒中后失语的语言功能康复具有显著疗效。这是首篇关于优点疗法（parcellation-oriented individualized neuromodulatory therapy, POINT）治疗卒中后失语症的论文。
研究成果发表在国际知名学术期刊Brain Stimulation
针对难以确定个体化语言靶点这一问题，来自昌平实验室和中康北京博爱医院的研究团队通过优脑银河的BrainSector Cloud集成的个体化脑功能区剖分技术（pBFS）对患者的大脑进行了个体化脑功能剖分，为每位患者制定出213个个体化脑功能分区，并以此为基础，确定了位于额上回的个体化精准语言靶点。如图中的绿点所示，每个患者的治疗靶点都不相同，据此可实现更好的个体化治疗。
每个患者的个性化刺激靶点（绿点）
研究结果表明，相较于传统以额下回为靶点的治疗方案，本实验中以额上回为靶点的治疗方案对语言能力分数的提升效应幅度更为显著，接受优点疗法治疗的患者语言评分（西部失语量表）平均提高20.6分，而仅接受传统康复治疗的患者语言评分仅提升5.8分。
iTBS和cTBS均在卒中后失语症患者中治疗效果更佳
研究结果验证了基于优点疗法的无创经颅磁刺激治疗在卒中后失语症治疗的有效性和安全性。针对卒中后失语患者的额上回个体化经颅磁刺激的疗效显著，且无明显不良反应，患者的治疗依从性更好。相较于传统言语训练疗法，患者言语恢复速度提升明显，整体疗程得以缩短。该实验还首次确认了对右脑语言区的抑制性刺激也可取得与对左脑语言区兴奋性刺激类似的疗效，为将来探索左右脑联合治疗打下了基础。
公司简介
优脑银河(Neural Galaxy)是脑科学领域的前沿科技公司，公司成立于2019年7月，以“突破脑认知、攻克脑疾病”为使命，致力成为全球最具社会价值的脑科技公司。基于突破性的脑科学研究成果，个体精准脑功能图谱技术，优脑银河的“脑认知”、“脑医疗”、“脑机交互”三位一体研发体系，帮助人类深度认识大脑、理解高层次的智能、并形成强大的产品力。由顶尖科学家、临床研究人员、软硬件工程师、设计师等优秀人才组成的跨学科综合专业团队，正利用新型软硬件技术快速推进科研成果的转化。
13、脑机接口智能康复整体解决方案，西安臻泰智能科技有限公司
目前脑机接口技术都在探索不同的落地场景，臻泰智能专攻认知运动意图的解码，在认知和运动意图的多模态自适应解码方面，积累了丰富的研究经验。首次提出了“通用脑机接口（General Brain-Computer Interface，GBCI）”概念，即实现对大脑意图90%以上的识别准确率，对不同患者实现90%以上的个体适用率以及1秒钟以内的交互响应时间，才能更好地应用在医疗康复场景，产生更好的康复治疗效果，臻泰坚定布局脑机康复赛道，致力于成为脑机智能康复行业的领导者。
同时，臻泰智能提出行业首创的“BCI+VR+机器人”脑机智能康复的整体解决方案。目前在PT（physical therapy，物理治疗）、OT（occupational therapy，作业治疗）、ST（speech therapy，言语认知治疗）三大领域，臻泰智能都推出了脑机接口相关智能康复产品。
臻泰智能脑机接口上下肢康复训练系统集成“BCI+VR+机器人”三项技术于一体，通过虚拟现实场景视觉刺激，激发患者主动运动想象意图，再通过特殊算法识别患者的运动意图，将被动运动转换成主动运动，实现患者自身“意念控制”上下肢的主被动协同康复训练。
脑机接口上下肢康复训练系统
臻泰智能目前有两大产品线，一条线是脑机接口技术的底层硬件平台，另一条线是脑机智能康复的整体解决方案。臻泰智能提供标准化的脑机接口的电极、芯片和通用化的算法模型，为客户提供技术解决方案。
关于脑机接口智能康复的解决方案，目前臻泰智能主要打造的是面向脑卒中的认知和运动功能康复治疗系统，具体包括面向物理治疗领域（PT）的脑机接口上下肢康复训练系统、面向作业治疗领域（OT）的脑机接口手功能康复训练系统，以及面向言语认知康复领域（ST）的脑机接口认知康复训练系统。
脑机接口认知康复训练评估系统
公司简介
臻泰智能是一家脑机接口（Brain-Computer Interface，BCI，人脑和机器实现信息交互）技术驱动的创新型企业，致力于将脑机接口技术落地医疗行业，主要研发脑机接口康复机器人及BCI-VR/AR系统，从而帮助脑卒中、脊髓损伤、老年痴呆以及精神、心理等方面疾病患者获得更好的康复治疗方式。
14、介入式脑机接口，上海心玮医疗科技股份有限公司
2023年5月4日，全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京取得成功。试验在猴脑内实现了介入式脑机接口脑控机械臂，对推动脑科学领域研究具有重要意义，标志着我国脑机接口技术跻身国际领先行列。
介入式脑机接口非人灵长类动物试验手术实景
此次试验由南开大学段峰教授团队牵头，与中国人民解放军总医院（301医院）、上海心玮医疗科技股份有限公司联合完成，实现了介入式脑电信号从被动采集到主动控制的技术飞跃，突破了血管内脑电信号采集、介入式脑电信号识别等核心技术。
段峰教授团队牵头研发的介入式脑机接口，通过介入手术将介入脑电传感器贴附在猴脑血管壁上，无需开颅手术即可采集到颅内脑电信号，相较于传统侵入式和非侵入式脑机接口，兼顾了安全性、识别稳定性。
试验通过介入式脑机接口实现动物主动控制机械臂
采用神经介入法将电极植入脑深部是该次试验的重大技术亮点。神经介入是指在医学影像设备即数字减影血管造影（DSA）系统的支持下，经血管或经皮穿刺途径对头颈部和脊柱脊髓病变进行诊断或治疗的技术。传统侵入式脑机接口需通过开颅手术将电极置入大脑皮层或更深位置，这种方法往往会对人体造成较大损伤，并可能出现炎性反应、排异反应等。神经介入法作为完全侵入式和非侵入式之间的折中选择，其通过颈部血管将电极植入到大脑内部相关功能区域下，然后与血管壁进行融合固定，一方面绕过了侵入式必须的开颅手术，减少对人体的损伤，风险大大降低；另外一方面也能采集到较为清晰的脑信号，能够满足在一定场景下的应用需求。
介入式脑机接口加速了脑机接口产品落地应用的可能性。介入式脑机接口在侵入式和非侵入式两种类别之间找到了很好的平衡：一方面介入式脑机接口避免开颅的植入方式不会给人体带来较大的损伤，这导致其安全性风险大大降低，更容易被监管机构批准进行临床试验，因此可加速脑机接口产品的落地速度；另外一方面，介入式脑机接口在信号采集质量方面要大大优于非侵入式脑机接口，这会大大丰富其应用场景（如假肢控制、瘫痪交流等），也会进一步推动相关产品的落地。此次在北京成功完成的实验研究同时利用了非人灵长类动物非常接近人类及神经介入方法的优势，对于缩短脑机接口研发到落地应用具有重要意义，有望在脑卒中、渐冻症和抑郁症等疾病的诊疗中大大提高患者生活质量。
公司简介
上海心玮医疗科技股份有限公司成立于 2016 年，公司致力于提高创新医疗技术的可及性，守护生命健康。六年时间，心玮医疗在神经介入领域开拓性地打造了的卒中治疗及预防一站式解决方案，拥有从急性缺血性卒中和神经血管狭窄治疗、缺血性卒中预防、出血性卒中治疗到介入通路器械的全产品管线，申请专利超过 300 项，销售渠道覆盖了国内除香港，澳门和台湾地区以外的全部省份。
基于现有的领先优势，心玮医疗将继续专注于普及新兴的医疗术式，着眼于中国未被满足的临床医生和患者需求，运营包括神经介入、全心治疗、肺部介入和计算机辅助技术在内的多个新兴业务板块，期待在这些具有庞大潜力的医疗领域中，不断推出定义新兴术式的创新介入器械，降低重大疾病死亡率并改善患者预后。
参考资料： 动脉网、蛋壳研究院《2022年脑机接口行业研究报告：关注提升，场景落地，技术迭代》、三联生活周刊、中关村全球高端智库联盟等
作者简介：医疗IP君，知识产权学者。
