多種腦機接口技術路線“競技”，實作商業化還需哪些突破？

時下最“炙手可熱”的腦機接口領域的競争格局正在發生巨大變化。

日前，馬斯克旗下腦機接口公司Neuralink公開稱，今年1月對首例人類實施腦機接口植入手術後，其裝置出現機械故障，神經元監視線似乎已從該參與者的大腦中脫落。這一消息引發業内對于腦機接口技術安全性、适宜性的探讨。

然而，國内腦機接口技術進展不斷，技術路線也均有所不同。

4月下旬，浙江大學腦機調控臨床轉化研究中心釋出首例通過腦機接口技術實作一名76歲的志願者以“意念操控”機械臂書寫漢字的消息；在此之前，首都醫科大學宣武醫院完成一例無線微創植入腦機接口NEO（Neural Electronic Opportunity）術，令癱瘓患者在居家腦康複訓練後做到了“腦控”自主喝水。不同技術路線下的産業應用前景如何？

多種技術路徑

作為關注度極高的未來産業之一，大陸正在加速推進腦機接口技術、企業等領域發展。政策上，“十四五”規劃和2035年遠景目标将“腦科學”列為國家重點前沿科技項目。在今年，腦機接口更是被工信部等七部門列為《關于推動未來産業創新發展的實施意見》的十大标志性産品之一。

第一财經梳理發現，現階段，腦機接口技術路線分為非侵入式、侵入式、半侵入式和介入式。國際主流技術來看，Neuralink所采用的柔性電極晶片需要在顱骨上開孔植入，為侵入式；而同為美國創企的Synchron所采用的網籠狀電極則通過靜脈植入到皮層血管，為介入式，這一技術在國内目前暫無代表性企業。

浙江大學腦機調控臨床轉化研究中心神經疾病分中心主任、浙大二院神經外科教授張建民告訴記者，侵入式腦機接口裝置，是将提取大腦信号的電極直接插入到大腦運動皮層，“盡管這一技術會對人腦産生一定損傷，但其最大優勢是能夠将大腦信号以較大的空間分辨率提取出來，這對後續的精準信号解碼、轉化為外部控制提供了前提條件。”

張建民稱，團隊在2014年就針對“癫痫”開展了半侵入式腦機接口的臨床研究，2019年開始，團隊在上述這名志願者身上實作了侵入式腦機接口電極的臨床應用，“本以為電極會在2～3年後因為排異反應或者（其他化合物）包裹而信号越來越弱甚至失效，沒想到電極植入5年來信号依然穩定；這與材料的生物相容性、電極植入的位置都有關聯。

“作為臨床醫生，我們發現其實有許多中風病人，雖然經搶救後他們的生命得以存續了，但他們的語言、行為等功能上仍然存在障礙；那麼腦機接口技術就能為他們的運動康複提供一定的重建路徑。”張建民說，未來，如果電極能做到更細小、更輕便并且效率更高時，對大腦的損傷才會降到最低，“腦機接口一定會在技術疊代下展現很好的應用前景”。

上述NEO技術的開發方、清華大學醫學院教授洪波則表示，和Neuralink侵入式腦機接口技術所不同的是，其團隊采用的腦機接口是将電極放在大腦硬膜外，這一技術不破壞神經組織，通過體内機和體外機耦合完成信号的輸入與輸出，“電極還可以長期放置，采集到信号的波幅、帶寬、頻率等能夠滿足目前臨床的需求。”

記者也在采訪中了解到，比起侵入式、半侵入式，非侵入式的腦機接口或更具有更強的産業化和應用潛能，比如睡眠監測、專注力測試與訓練，以及娛樂、遊戲等。

“我們這款LineMe無線可穿戴高速率腦機接口裝置僅重75g，已經實作了千人以上的即戴即用，穿戴者可以實作‘腦控打字’，目前的應用場景是照護和康複。”江蘇集萃腦機融合智能技術研究所相關負責人告訴記者。

該負責人稱，侵入式和非侵入式作為兩種腦機接口技術方案，各自有不同的應用場景，“侵入式腦機接口采集到的信号精度高，但需要進行外科開顱手術，使用的代價很大；而非侵入式一旦能解決信号的品質及穩定性，提高資訊傳輸速率，便能讓腦機接口技術盡快從實驗室走向應用。”

商業化仍存挑戰

盡管腦機接口領域各類技術“百花齊放”，但其産業格局仍不夠明朗。

國信證券研報稱，全球提供腦機接口産品和業務的公司有200餘家，主要集中在美國和中國。另根據麥肯錫預測，2030年～2040年，全球腦機接口産業的市場規模在700億～2000億美元（約合人民币5100億～14000億元）之間；也就是說，到2040年，全球腦機接口最多可以産生約合人民币1.42萬億元的經濟價值。

另有Pitchbook資料顯示，2021年，全球腦機接口行業投融資數量達49筆，融資總額為5.68億美元。2022年～2023年11月28日，全球腦機接口行業投融資數量減少到37筆，融資額為2.63億美元，是自2015年以來的第二高水準。

記者也發現，國内一級市場中，參與腦機接口企業（企業團隊背景多為清華、浙大、中科院等技術工程師）投資的均為頭部基金，也有政府引導型基金參與了一部分腦機接口初創企業的天使輪。比如，腦虎科技從2021年創辦至今已經完成3輪融資，由紅杉中國種子基金、盛大集團、湧铧投資等領投；臻泰智能從2018年創辦至今也已完成了3輪投資，由聯想創投、胡楊林資本等領投；另有博睿康也在2022年12月前就完成了數億元C輪融資。

“腦機接口這個賽道還處于早期階段。”一位科技創投人士告訴記者，國内多所重點高校和醫療機構聚焦在不同腦機接口的技術路線上，技術方向也各有利弊。從患者接受度層面看，非侵入式、介入式的腦機接口裝置相對來說比較好，但從療效來看，侵入式的腦機接口裝置會更有優勢。

“要實作腦機接口裝置在臨床落地，還需要看其能解決哪些‘剛需’适應症，癫痫治療較為迫切但患者體量不大，阿爾茨海默症、抑郁症的患者體量大但急迫性不足。”上述人士說，腦機接口産業目前還在持續觀望中，技術趨勢則會逐漸往無創、介入的方向走，“最重要的是，臨床醫生使用腦機接口技術或裝置需要解決收費問題，這一整個過程會比較漫長。”

還有哪些腦機接口技術或将獲得市場青睐？斯坦福大學科學家沃夫特·格林利夫表示，一方面，腦機接口技術應用在汽車、運輸等領域，可以通過監測認知狀态，在駕駛員困倦或者分心時發出警報以提高駕駛安全性，或用于車輛免提控制等，東風日産和天寶Trimble等公司正在研究相關應用；另一方面，腦機接口技術應用在教育、教育訓練等領域，則可以檢測學習過程中的認知狀态，并提供個性化回報以增強學習過程，或在體育或專業經濟環境中，幫助個人優化心理表現和注意力。此外，neurable和emotiv等企業正在開發非侵入式的耳機，将大腦信号轉化為指令，進而實作免提控制并增強遊戲體驗。

“要開發出在商業上可行的腦機接口技術，仍需克服不少調整，包括改善信号采集、確定使用者安全和舒适，以及解決道德隐私和資料安全問題等。”沃夫特·格林利夫補充。

(本文來自第一财經)