腦機接口有望成為下一代人機互動技術，同時未來随着元宇宙的不斷發展，以及腦科學的不斷探索，腦機接口将成為繼VR/AR之後下一代元宇宙入口。
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腦機接口将開展首次人體試驗
作為人類最前沿的科技研究賽道，腦機接口技術終于迎來人體實驗。
日前，伊隆·馬斯克（Elon Musk）共同創立的腦機接口公司 Neuralink 宣布——已獲得美國FDA準許，将開展其首次人體臨床研究。Neuralink官方賬号釋出推特表示：這是Neuralink團隊與FDA密切合作得令人難以置信的工作成果，代表着重要的第一步，有朝一日我們的技術将幫助許多人。馬斯克随後轉發這條推特，并向Neuralink表示祝賀。
Neuralink官方賬号宣布獲得FDA準許，将開展其首次人體臨床研究
“神經連接配接”于2016年成立，由馬斯克和八名聯合創辦者共同創辦。彼時，馬斯克就公開探讨過科幻小說中的概念，即人腦與機器的互動。2017年，有媒體報道，馬斯克計劃研發治療嚴重腦部疾病的裝置。随後于2019年7月，“神經連接配接”對外宣布研發了一款腦機接口裝置。2020年8月，馬斯克在直播中展示了大腦被植入腦機接口裝置的小豬，其腦部活動信号可以被實時讀取。
Neuralink 公司的這一臨床獲批，可謂一波三折。2022年11月，馬斯克表示，Neuralink公司的首個人體植入腦機接口将在6個月内進行。而在2023年3月初，FDA拒絕了Neuralink公司的臨床試驗申請。FDA在拒絕其人體試驗申請時，提到了需要解決的“數十個問題”。這些問題包括幾個關于該裝置安全性的問題，包括是否可以在不傷害大腦的情況下移除它，以及對其裝置中锂電池擔憂，以及連接配接在植入物上的微電線在大腦中遷移的可能性。
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讓癱瘓者行走的腦機接口
大腦被視為人體最複雜的器官，這個僅有不到1.5千克的“果凍狀”物體，是人類一切感覺、認知、情緒、思維與記憶的根源。大腦中，1000多億個神經元形成100多萬億個神經元連接配接，這讓“讀懂”大腦成為世界性難題。而腦機接口是指在人腦與具有處理或計算能力的裝置之間，建立用于資訊交換的連接配接通路，實作資訊交換及控制。
腦機接口原理圖
Neuralink開發的這款Link腦晶片，通過外科手術機器人植入頭骨，晶片一端的上千根微型電極與大腦神經元連接配接。晶片通過無線充電，并通過藍牙與諸如手機或電腦等裝置連接配接，進而記錄或參與調控神經元活動。
Link腦晶片作為一種新型腦機接口，将來能夠增加我們與大腦視覺皮層、聽覺皮層、觸覺皮層和運動皮層的連接配接，進而幫助治療癱瘓、帕金森病、癫痫等各種神經系統疾病。還能擴充我們與他人、與世界及與我們自己的互動方式。
目前腦機接口技術讓癱瘓者行走的目标已經實作。據《紐約時報》報道，瑞士研究人員在《自然》雜志上發表的最新研究成果顯示，一名大腦植入腦機接口裝置的男子已經能憑借意念站立，并重新開始學習走路。
報道指出，該名男子曾遭遇一場機車事故，導緻下身癱瘓。研究人員在他的大腦和脊柱上放置植入物，繞過受傷部位并以此提供一種“數字橋梁”。計算機通過AI算法解讀患者意念後，再通過便攜裝置，将控制指令傳至脊柱上的植入物，患者即可依靠意念控制行走。
腦機接口能夠挽救重症患者
馬斯克表示，Neuralink将專注于兩項初步應用，第一個是恢複視力，即使是那些天生失明的人，他們仍然有恢複視力的可能性，因為大腦皮層中感覺視覺的部分仍然存在。
第二個是幫助嚴重癱瘓者，幫助癱瘓者用意念使用智能手機，且能比普通使用者用手使用智能手機更快速。在此基礎上，Neuralink還希望更進一步，在大腦和脊髓中植入多個 Neuralink腦機接口，幫助四肢癱瘓者重新行走。他還表示，自己将來也會植入腦機接口。
而在國外取得巨大突破的同時，國内人腦工程領域近期也是消息頻頻。
去年9月，在世界人工智能大會上，國内腦機接口（BCI）領域首個半植入式裝置正式對外釋出。5月4日，全球首例非人靈長類動物介入式腦機接口試驗在北京取得成功。試驗在猴腦内實作了介入式腦機接口腦控機械臂，對推動腦科學領域研究具有重要意義，标志着大陸腦機接口技術跻身國際領先行列。
此前，中國電科14所人腦機實驗室的腦機接口技術日前實作新突破——基于可穿戴腦電帽控制的外骨骼系統成功幫助癱瘓兒童實作了手部抓握。
業内普遍認為，腦機接口是下一個生命科學和資訊技術交叉融合的主戰場，各國相繼啟動腦科學研究計劃，中國也陸續出台利好政策，明确腦機接口的戰略性地位。
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從科幻到現實
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。目前，腦機接口現有的解決方案可以根據其侵入性和空間分辨率等不同特點來進行分類。
·非侵入式腦機接口（Non-invasive Brain-Computer Interface，nBCI）：非侵入式腦機接口通常采用頭皮上貼附電極的方式采集腦電圖（EEG）信号。該技術的優點包括簡單易行、安全無創、成本低廉等，同時也具有一定的實時性。不過，其信号品質受到頭發等因素的影響比較大，且不能擷取深層次的神經活動資訊，是以精度和穩定性相對較差。
·局部創傷性腦機接口（Semi-Invasive Brain-Computer Interface，sBCI）：局部創傷性腦機接口通常通過将微型電極陣列植入腦内擷取局部神經元活動信号，例如局部場電位（Local Field Potential，LFP）。該技術具有高空間分辨率和較高的識别準确性，但需要進行手術植入電極，存在一定的風險，且成本高昂。
·全腦覆寫腦機接口（Invasive Brain-Computer Interface，iBCI）：全腦覆寫腦機接口通過植入數百個微型電極陣列覆寫整個大腦表面或壓縮在中樞神經系統的某些區域。該技術具有非常高的信号精度和空間分辨率，能夠擷取深層次的神經活動資訊，并且可以實作更複雜的任務控制。但該技術需要進行開顱手術，存在很高的風險和成本。
不同類型的腦機接口技術各有優缺點，具體應用場景需要根據病人需求和治療目标來選擇合适的方案。
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數十萬億規模的市場空間
除極強的實用性外，人腦工程領域擁有極為廣闊的市場空間。
國際市場研究機構IMARC Groupe的資料顯示，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将達到33億美元，約合238.26億元人民币，而據中國信通院釋出的《腦機接口總體願景與關鍵技術研究報告（2022年）》預測，神經重塑、神經替代、神經調控腦機接口技術将擁有數十萬億規模的市場空間。
另外，值得關注的是，腦機接口機器人不僅在殘障人士康複、老年人護理等醫療領域具有顯著的優勢，而且在教育、軍事、娛樂、智能家居等方面也具有廣闊的應用前景。而據量子位的專題報告，目前大陸腦機接口市場約10億量級，主要為科研相關裝置，缺乏衍生産業。
至2040年，大陸腦機接口行業綜合市場規模有望超過1200億元，直接市場規模（主要為裝置）可能超過500億元。其中，科研級市場增長約10倍，消費級市場增長将超過50倍，市場增長來源于使用場景拓展、裝置本身消費以及附加産業的增長。
如此龐大的市場潛力讓腦機接口成為行業熱點，國内網際網路科技巨頭紛紛介入腦機接口領域，阿裡、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，腦機接口創新公司湧現，行業融資事件爆發。
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大陸腦機接口全産業鍊成型
曆經幾十年的研究，目前腦機接口正處于第三個發展階段——技術爆發期。而随着底層技術的突破、資本以及政策的助力，大陸腦機接口産業進一步落地。
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，近兩年已經将此技術上升為國家戰略。“十四五”規劃第一次将腦機技術明确寫入需要攻關的重點技術品類中，明确腦機融合是腦機技術的關鍵；2021年，大陸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”。
工信部總工程師趙志國
而在前不久召開的2023中關村論壇的“腦機接口創新發展論壇”上，工信部總工程師趙志國介紹，大陸已經形成覆寫基礎層、技術層與應用層的腦機接口全産業鍊，并在醫療、教育、工業、娛樂等領域應用落地。工信部将把腦機接口作為培育未來産業發展的重要方向，加強腦機接口應用場景的探索，加速推動腦機接口産業蓬勃發展。
同時，北京市政府副秘書長劉印春表示，新時期，北京市圍繞高品質發展首要任務，持續發揮教育、科技、人才優勢，堅持“四個面向”，不斷塑造發展新動能，前瞻布局和促進腦機接口等一批未來産業創新發展。
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從醫療到元宇宙的全面落地
機接口被看作“神經修複最有效工具”，其有望解決大部分神經退行性疾病，包括阿爾茨海默病、失明、癱瘓、抑郁、失眠、極度疼痛、中風、腦部損害、帕金森等一系列問題。
腦機晶片有望拯救受傷大腦
實際上，腦機接口在醫療健康的應用，不僅是國外Precision、Neuralink等初創公司的發展目标，在大陸更已被納入政策檔案——
就在今年1月，工信部等十七部門釋出“機器人+”應用行動實施方案中，針對醫療健康領域明确提及，圍繞神經系統損傷、損傷後腦認知功能障礙、癱瘓助行等康複治療需求，突破腦機互動等技術，開發用于損傷康複的輔助機器人産品。推動人工智能輔助診斷系統、機器人5G遠端手術、腦機接口輔助康複系統等新技術新産品加速應用。此外去年10月，上海釋出《上海打造未來産業創新高地發展壯大未來産業叢集行動方案》，未來健康産業叢集規劃中，“腦機接口”位列第一點；并提出，探索腦機接口技術在肢體運動障礙、慢性意識障礙、精神疾病等醫療康複領域的應用。
除了醫療健康之外，元宇宙、購物甚至軍事等領域的腦機接口技術應用，也是研究機構與海外多國政府在探索的領域。
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臨床應用仍存在挑戰
美國腦機接口公司Precision Neuroscience與Neural創始人之一的Michael Mager也曾表示，2023年有望成為神經技術的“分水嶺之年”，該領域從技術和資金方面都出現了積極勢頭。
不過，中國科學院院士趙繼宗今日也提醒，腦機接口臨床應用存在多項問題與挑戰，如大腦有800億-1000億個神經元，分析腦機接口采集的資料非常困難，且植入式電極有手術風險，植入後的電極可能發生免疫反應或感染。同時，腦機接口安全性方面，若探測到一些傷害或對社會造成威脅的想法，是否該采取相應措施。
目前很多腦機接口項目還處于實驗室中，構造相對複雜和笨重。目前主要應用在醫療大健康和軍工特種行業，規模小且成本高，商業價值展現或解決痛點問題的能力低，更多作為輔助解決方案出現。
而在技術方面，華安證券認為，腦機接口的發展是人機互動方式的擴充和通信方式的颠覆（從人－機一人到人－機），腦機接口市場的打開将為商用晶片/通信IP廠商打開全新市場空間；無線通信将是腦機接口晶片重要功能子產品，基于低功耗（BLE）/低延遲的藍牙、私有協定、UWB技術有望成為主流備選方案。
從這裡看，腦機接口技術想要真的在臨床應用并推廣，恐怕還有一段較長的路要走。