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腦機接口火熱!科幻終于照進現實

腦機接口火熱!科幻終于照進現實

腦機接口火熱!科幻終于照進現實

作者/星空下的鹵煮

編輯/菠菜的星空

排版/星空下的秋葵

大腦算得上是咱們體内最複雜、最精密的器官了。

大腦的結構是什麼,又是怎麼發揮功能的,這是人體科學裡最神秘最誘人的領域,也是21世紀最具挑戰性的前沿課題之一。全球很多國家都在布局腦科學相關的科研和産業,意圖攻克這塊科技高地。

今年5月,由矽谷“鋼鐵俠”馬斯克創立的腦機接口公司Neuralink宣布旗下方案獲得美國食品藥品監督管理局(FDA)的臨床許可。9月,該公司又宣稱已正式獲批在漸凍症患者的大腦中植入裝置。

這些高調宣言甚至影響到了A股市場。

雖然尚未出現以腦機接口相關業務為主業的上市公司,但不妨礙A股相關題材股的多次異動。比如已官宣參與腦機接口項目研發的南京熊貓(600775)11月股價暴走,連續錄得5個漲停闆,一舉創近四年新高。而岩山科技(002195)、創新醫療(002173)和三博腦科(301293)等多少有點“擦邊”的個股也同樣表現突出。

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南京熊貓K線圖 來源:同花順iFinD,筆者整理

腦機接口是什麼?這些上市公司的相關業務真的靠譜嗎?

一、概念已誕生六十年

腦機接口 (brain-computer interface,BCI) 是指大腦和計算機等外部裝置之間建立的互動和控制通道。根據外部裝置的接入方式,有侵入式和非侵入式之分。一提到侵入式腦機接口,筆者就想起少時看的科幻小說裡給腦後安裝個類似寬帶插頭的橋段,需要接入的時候主人公抄起網線往腦後一就能順利接入“元宇宙”了。但實際上,這樣的想象明顯囿于上個世紀的科技産品,目前的侵入式裝置已經進展到通過神經外科手術,把晶片電極等微型硬體植入大腦皮層的特定部位,來實作對腦内神經元活動的監測和采集。而非侵入式腦機接口,通常是把這些硬體放在顱骨外,這樣就不需要手術植入了。

實作路徑上,腦機接口要從信号采集開始,然後對采集到的信号進行一系列的解碼和處理,生成執行指令傳輸到外部裝置實作使用者的意圖,最後向大腦發送回報信号,以此形成閉環。

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BCI技術系統示意圖 來源:中國信通院

腦機接口概念其實提出的很早,自從1973年人類首次正式提出之後已經曆了六十年的上下求索。進入21世紀後,受益于計算機科學等基礎學科的飛速進步,各類腦機接口的技術路線與方法也在逐漸成熟,成果得以慢慢實作。

這和各國傾注的巨大資源分不開關系。

以國内為例,我們在2016年啟動了中國腦計劃,“十四五”期間對腦科學研究進一步提出“一體兩翼”規劃,把類腦計算和腦機融合納入重點支援範圍。2021年,百億級的重大項目“腦科學與類腦研究”又開始正式實施。除了國家層面的戰略規劃外,京滬等十餘個省市也陸續出台了腦科學和腦機接口的相關政策,扶持相關領域的研究和産業落地。

在全球範圍内的關注呵護下,腦機接口行業得以孕育和成長。

根據海外研究機構的資料,2020年全球腦機接口市場規模是14.6億美元,雖然看起來仍然非常有限。但預計2027年可以達到36億美元,CAGR為14%。而且随着應用場景的逐漸落地,未來市場可能會出現非線性的強勁增長,整體來看腦機接口行業還是具備一定發展潛力的。

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全球腦機接口市場規模及預測,2019-2027年 來源:公開資料,頭豹,蛋殼研究院

二、醫療健康為主要落地場景

在舉世矚目的2014年巴西世界杯上,29歲的Juliano Pinto受邀為比賽開球。他曾經是一名運動員,因為一場車禍導緻脊髓完全損傷。然而腦機接口裝置為他提供了可能,雖然身體難以移動但可以通過“想象”踢球的動作來指揮外接裝置完成。這身裝置雖然看起來仍很笨拙,但絕對是人類腦科學上具有裡程碑意義的一件事。

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腦機接口使用者為巴西世界杯開球 來源:網絡

這也點出了腦機接口行業目前最大也最具備現實意義的應用場景,那就是醫療健康領域。首先是監測功能,對于很多腦系統疾病或慢性病人群來說,腦機接口可以通過實時監測腦電活動狀态的方式來掌握使用者的身體狀态,進而做到提前幹預;第二是替代功能,比如因各種損傷或疾病而喪失語言運動功能的患者,腦機接口的外設裝置可以作為使用者功能的一種延伸;第三是康複功能,像中風、癫痫等疾病患者可以在腦機接口的幫助下逐漸改善和恢複相應的功能。

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腦機接口在醫療健康領域的應用 來源:前瞻

這些應用方向在人口基數龐大且老齡化步伐加快的大陸顯得潛力十足。資料顯示,大陸腦疾病患者有超過1億人,此外還有大量慢性病和殘障人群,這些人群的臨床醫療需求很大一部分都沒有得到充分滿足。而且由于血腦屏障等問題的存在,針對腦部疾病的藥物研發難度很大。在這樣的背景下,通過腦機接口等其他途徑改善病患的生活品質就顯得尤為重要了。

三、國内企業已在路上

是以相較于整個資本市場的寒冬期,腦機接口領域的投融資仍然如火如荼,頗有些風景這邊獨好的意思。根據調研機構統計,2023年前11個月國内腦機接口行業融資事件多達41起。相較于卷出花樣的惡性良性腫瘤藥物等領域,神經系統似乎成了生物醫藥裡一塊少人涉足的樂土。

除了衆多初創期公司之外,上市公司自然也緊盯着這塊科技感賊強的領域,畢竟股市需要故事。但各家廠商雖然已着手布局,但似乎進度還尚早。

三博腦科在7月的投資者關系活動中表示并沒有直接參與腦機接口的産品和技術開發,隻是在臨床醫療上有所應用。創新醫療倒是快人一步,其持有40%股權的博靈腦機已經把原理樣機推進到了二類醫療器械申報階段。至于何時能完成申報,上市公司也坦誠地表示“無法預計”。

四、商業化落地困難重重

這也正常,畢竟腦機接口在從概念往應用延伸的路上仍然充滿艱難險阻。

首先就是這個行業實質上是腦科學、材料科學、微電子、計算機軟體等多學科多技術的深入交叉,想要打通這些專業間的壁壘真正地整合在一起是非常困難的,可以說絕非初創企業這樣的體量可以輕易完成。

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腦機接口核心技術壁壘 來源:創業邦研究中心綜合整理

如果采用侵入式方案的話,不免要面臨植入電極對大腦皮層的損傷、免疫排異反應甚至是醫學倫理的诘問。Neuralink在宣稱進行首次人體實驗後,美國藥物醫師委員會第二天就指責該公司在動物實驗中對實驗用猴進行了“虐殺”。即使最終證明臨床有效,侵入式方案如果大規模地應用植入,也要考慮成本和可及性。

總之,全球腦機接口産業自然會逐漸擴大。在慢性病和殘障人士基數龐大的中國,增長潛力應會高于全球總市場。但從概念設計到臨床實驗乃至最終的商業化落地,無論是侵入式還是非侵入式的腦機接口方案都仍然有漫長的路要走,安全性、穩定性、經濟性,諸如此類的難題都亟待一個滿意的答案。中國廠商雖然已經開始布局相關項目的研發,但整體仍然處于早期階段,隻有司羿智能的康複機器人等極少數産品取得了注冊證。現在就談腦機接口給上市公司可能帶來的影響,應屬為時尚早了。

注:本文不構成任何投資建議。股市有風險,入市需謹慎。沒有買賣就沒有傷害。

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