腦機(jī)接口技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2025年)_第1頁(yè)
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No.202502中國(guó)信息通信研究院2025年8月前目一、腦機(jī)接口分類(lèi)與國(guó)內(nèi)外布 (一)腦機(jī)接口分為腦感知與腦調(diào)控技 (二)腦機(jī)接口技術(shù)具有創(chuàng)新、交叉、前沿三個(gè)特 (三)美歐腦計(jì)劃研究布局與投 (四)中國(guó)腦機(jī)接口政策與區(qū)域發(fā)展布 二、腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展現(xiàn) (一)腦機(jī)接口技術(shù)按雙路線發(fā)展并分三階段演 (二)技術(shù)效能、安全性與應(yīng)用進(jìn) (三)技術(shù)發(fā)展的協(xié)同創(chuàng)新模 三、腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展情 (一)產(chǎn)業(yè)鏈全景概 (二)全球生態(tài)發(fā)展趨 (三)投融資聚焦下 四、腦機(jī)接口發(fā)展展 (一)腦機(jī)接口技術(shù)創(chuàng)新不斷進(jìn) (二)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)生態(tài)格局加速構(gòu) (三)投融資體系發(fā)展更加多元包容共 圖1腦機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)方 圖2美國(guó)腦計(jì)劃的基礎(chǔ)經(jīng)費(fèi)和補(bǔ)充經(jīng) 圖3腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展階 圖4腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè) 圖5腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈分布的國(guó) 圖6全球不同技術(shù)路線的腦機(jī)接口企業(yè)增長(zhǎng)趨 圖7重點(diǎn)國(guó)家腦機(jī)接口企業(yè)的技術(shù)路線分 圖8全球腦機(jī)接口投資趨 圖9全球腦機(jī)接口按不同技術(shù)路線的投資趨 圖10腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的全球融資趨 表1美國(guó)腦計(jì)劃重點(diǎn)方 表2EBRAINS中具有戰(zhàn)略地位的工 腦機(jī)接口技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2025腦機(jī)接口技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2025(一)腦機(jī)接口(BrainComputerInterface,BCI)圖1

、模式化磁刺激(S)等。通過(guò)時(shí)變磁場(chǎng)穿透顱骨,在皮層神經(jīng)(二)(三)全球多國(guó)均認(rèn)識(shí)到腦科學(xué)研究在科技發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步中的戰(zhàn)劃(HBP)”,日本開(kāi)展“BrainMinds”腦計(jì)劃。國(guó)均試圖借助大表1助力該計(jì)劃加速達(dá)到預(yù)期目標(biāo),美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NationalInstitutesofHealth,NIH)專(zhuān)門(mén)組建了為ACD的咨詢委員(AdvisoryCommitteetotheNationalInstitutesofHealthDirector),2023年起投入額度開(kāi)始減少。與之形成對(duì)比的是,補(bǔ)充經(jīng)費(fèi)自2017年開(kāi)始撥付,此后逐年增加,2023“腦20232016年12月美國(guó)議會(huì)通過(guò)《21stCenturyCuresAct(21紀(jì)治愈法案。20172026財(cái)年的長(zhǎng)期資金支持。在這四項(xiàng)計(jì)劃中,“腦15.11168所院校,在大腦相關(guān)研究工具、技術(shù)以及療法領(lǐng)域不斷取得突破性進(jìn)展。在研究工具與技術(shù)方面,2020年,科研人員借助高經(jīng)連接機(jī)制提供基礎(chǔ)。2021年,研究人員繪制出小鼠神經(jīng)回路的結(jié)率的鈣成像,為實(shí)時(shí)觀測(cè)大腦神經(jīng)活動(dòng)提供了工具。2022年起,圖2

門(mén)展現(xiàn)出協(xié)同合作態(tài)勢(shì)。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)10專(zhuān)門(mén)設(shè)立了多理事會(huì)工作組(Multi-CouncilWorkingGroup,美國(guó)FDA為例,2023(TotalProductLifecycleAdvisoryProgram,TAP)試點(diǎn)項(xiàng)目,以為醫(yī)療器TAP計(jì)劃的指導(dǎo)單位除FDA外,61在該試專(zhuān)業(yè)回復(fù),提高了醫(yī)療器械開(kāi)發(fā)效率。20243月,美國(guó)FDA正等影響。以美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)為例,2025年第一季度,學(xué)術(shù)期刊《自然》的調(diào)查結(jié)果顯示,1608科研人員中,75.3%的(Human11.420233137項(xiàng)出版物問(wèn)世。其中,發(fā)表于《NatureNeuroscience》《Neuron》等國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊的論文超過(guò)400在15個(gè)國(guó)家催生了92項(xiàng)專(zhuān)利,的臨床應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。搭建了具有重大戰(zhàn)略意義的EBRAINS神經(jīng)信息學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)在多個(gè)歐盟國(guó)家部署節(jié)點(diǎn),構(gòu)2EBRAINSAPI功能2195個(gè)貢獻(xiàn)者,1064個(gè)數(shù)據(jù)集,4個(gè)元數(shù)據(jù)OpenMINDS神EBRAINSKnowledgeGraph、EBRAINSAtlasServiceTheVirtualBrain(TVB)正被JapanOpenMINDS框架準(zhǔn)確地輸入到知通過(guò)數(shù)據(jù)描述符以標(biāo)準(zhǔn)化和可互操作的格Siibrasiibra-explorer3DPython客戶端許無(wú)縫查詢語(yǔ)義和空典型代表,是推動(dòng)我國(guó)科技水平邁向界前沿的重要力量。習(xí)近平國(guó)腦計(jì)劃”全面啟動(dòng)實(shí)施。2021年,國(guó)家“十四五”規(guī)劃《綱要》2023引領(lǐng)作用。20257月,工業(yè)和信息化部聯(lián)合國(guó)家發(fā)展改革委、教點(diǎn)任務(wù)和三個(gè)重點(diǎn)工程,有力推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2024年,2025年促進(jìn)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)發(fā)展的利好政策密集(征求意見(jiàn)稿)》的反饋多地發(fā)布政策,指引腦機(jī)接口發(fā)展方向。20251月,北京市腦機(jī)接口創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)方案(20252030年)》。方案明確將腦機(jī)日,上海市發(fā)布《上海市腦機(jī)接口未來(lái)產(chǎn)業(yè)培育行動(dòng)方案(2025-2030年)》,聚焦未來(lái)產(chǎn)業(yè)培育,旨在通過(guò)政策引導(dǎo)和資源整合打2030年》《山東省腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2025—20272013年起,全球多國(guó)相繼啟動(dòng)為期十年左右的腦科學(xué)研究,時(shí)代(2013年前)腦感知與腦調(diào)控技術(shù)各自獨(dú)立發(fā)展,該階段腦感能力。2.0時(shí)代(2014-2023年)腦感知交互性提升,腦調(diào)控走向閉感知結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整刺激參數(shù)。3.0時(shí)代(2024年起)感知、刺激、圖3

ECoG、fUS等使用腦電感知技術(shù)1.0EEG、有創(chuàng)的ECoG和陣眠分期分析。有創(chuàng)的ECoG腦磁圖技術(shù)1.0階段的時(shí)間分辨率為毫秒級(jí),空間分辨率優(yōu)EEG,但對(duì)環(huán)境磁場(chǎng)敏感。設(shè)備以全頭盔式超導(dǎo)量子干涉儀功能近紅外腦成像技術(shù)1.01-10Hz,空間1cm。設(shè)備形態(tài)為多通道光纖探頭陣列。典型應(yīng)用為認(rèn)知1.0DBS等有創(chuàng)電調(diào)控技術(shù)與無(wú)創(chuàng)磁調(diào)控技術(shù)率先實(shí)現(xiàn)商業(yè)電調(diào)控技術(shù)1.0時(shí)代并存有創(chuàng)與無(wú)創(chuàng)兩大方向。有創(chuàng)電調(diào)控神經(jīng)反饋技術(shù)1.0時(shí)代實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)算法升級(jí),從簡(jiǎn)單閾值比超聲調(diào)控技術(shù)于2008年被首次在小鼠模型中證明可調(diào)控運(yùn)動(dòng)皮層活動(dòng),驗(yàn)證無(wú)創(chuàng)神經(jīng)調(diào)控可行性。2012年開(kāi)啟人體研究先河,2.0時(shí)代開(kāi)始重視和支持腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展,使得由BrainGate主導(dǎo)的陣列式猶他電極系統(tǒng),在全球范圍內(nèi)已成功植入數(shù)十患者體內(nèi)。該系統(tǒng)憑借其精準(zhǔn)的信號(hào)采集與分析能力,助Neuralink推出的柔性微絲電極系統(tǒng)能幫患者流暢地Synchron研發(fā)的血管內(nèi)電極系統(tǒng)與前沿科OpenAI公司的大模型、英偉達(dá)公司的芯(ECoG提升了患者的生活質(zhì)量和社會(huì)融入感。博睿康的ECoG系統(tǒng)幫助患在腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程中,2.0時(shí)代的腦感知技術(shù)解碼與多學(xué)科交叉融合,2.0時(shí)代的交互式腦感知技術(shù)能夠精準(zhǔn)捕捉和清2.0時(shí)代的交互式腦感2.0200提出基于深度學(xué)習(xí)的新型神經(jīng)語(yǔ)音解碼框架,將復(fù)雜的ECoG信號(hào)利用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)ECoG信號(hào)進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別與解碼,捕捉到語(yǔ)音2.0信號(hào)干擾明顯減少。耳機(jī)由甲基丙烯酸酯聚合物制作,可連續(xù)4095.2%,解析到99.7%84%,可精準(zhǔn)捕捉用戶的運(yùn)動(dòng)意圖,實(shí)現(xiàn)更自然、高效的人2.0時(shí)代,傳統(tǒng)腦磁圖的超導(dǎo)材料革新、集成與小型化、算法軟SQUID的靈敏度、穩(wěn)SQUID能夠在更接近絕對(duì)零度的條件化方面,2.0時(shí)代大幅進(jìn)步,從而SQUID275通道的SQUID450kg,并且要求被測(cè)試CercaMagnetics905gSickKids等醫(yī)院投入使用。敦大學(xué)借助漫射光層析成像技術(shù),采用重疊空間采樣策略開(kāi)展量的同時(shí)降低了成本。KernalfNIRSEEG等多模態(tài)技術(shù)在整機(jī)設(shè)計(jì)方面,fNIRS設(shè)備正朝著便攜化與可穿戴化方向演研發(fā)出一款可穿戴fNIRS142克,數(shù)據(jù)傳輸頻率達(dá)10Hz5小時(shí),實(shí)際應(yīng)用較為便利。在應(yīng)用領(lǐng)域拓展方面,fNIRS技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景日益廣泛。在醫(yī)研究所與加拿大西部大學(xué)的研究人員在重癥監(jiān)護(hù)病房中,運(yùn)用fNIRS技術(shù)對(duì)嚴(yán)重腦損傷后處于昏迷狀態(tài)的患者進(jìn)行殘留意識(shí)檢手段。此外,fNIRS技術(shù)在早期診斷認(rèn)知功能衰退方面也展現(xiàn)出巨fNIRS技術(shù)還逐漸滲透到社會(huì)生活的多個(gè)層面。在評(píng)估人際關(guān)系方2.0時(shí)代,核心突破在于新增了感知功能,并由無(wú)創(chuàng)EEG例如,美國(guó)美敦力公司與意大利Newronika公司先后研發(fā)出具備閉設(shè)計(jì)方案,產(chǎn)品具備小型化與微創(chuàng)化特征。例如,美國(guó)公司NiaTherapeuticsInnerCosmos研制出治療抑郁癥的腦機(jī)接口植入物,體積為Neuralink植入物的五分之一,僅需刮除毫米級(jí)厚度的頭骨,TMS技術(shù)結(jié)合TMS磁療方案,并根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋更新磁療方案,取得了滿意的康復(fù)效果。德國(guó)公司Neuro11利用2.0感知與光調(diào)控結(jié)合方面,美國(guó)公司JelikaLite與美國(guó)羅格斯大學(xué)羅3.0以Neuralink12個(gè)單詞的水平,且1-2天的設(shè)備,通過(guò)人工智能自學(xué)習(xí)破解神經(jīng)信號(hào)漂移難德國(guó)Marburg大學(xué)在《ACSNano》期刊發(fā)表了一項(xiàng)研究成果,聯(lián)97位不同領(lǐng)域的作者,共同探討納米材料在腦機(jī)接口中的應(yīng)用。JacquesVidal1973年正式提出,發(fā)展至今已歷術(shù),降低了傳統(tǒng)腦機(jī)接口植入手術(shù)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。美國(guó)公司400微米寬的切口,將薄薄的顱手術(shù)。20254月,中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所公布其縫紉機(jī)式機(jī)功率和植入效果。其二,植入體對(duì)人體造成的安全風(fēng)險(xiǎn)可控。BrainGate的安全中期報(bào)告指出,從2004年到2021年,14成年872天,未發(fā)生取出類(lèi)安全事件和設(shè)備不良意SynchronJAMANeurology雜志公開(kāi)其技術(shù)在植入4重癥患者后的長(zhǎng)期安全性結(jié)月,美國(guó)公司Axoft的超軟植入電極被批準(zhǔn)用于研發(fā)目的的銷(xiāo)售。力自適應(yīng)腦起搏器獲得美國(guó)FDA月,Neuralink的大腦植入設(shè)備“Link”獲得美國(guó)FDA另一典型案例來(lái)自美國(guó)腦機(jī)接口企業(yè)Synchron,在技術(shù)研發(fā)層底層打通協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),使iOS、iPadOS等操作系統(tǒng)支持腦控方式的用1915576圖4

8%,上游技術(shù)和產(chǎn)品性微絲電極,美國(guó)公司Neuralink和中國(guó)公司階梯醫(yī)療是典型代表,公司Synchron面微電極陣列(ECoG),Precision、北腦、微靈醫(yī)療等在公司Neuralink已研制出集成度非常高的此類(lèi)芯片。公司COMPUMEDICS、中國(guó)公司博??档榷际切袠I(yè)內(nèi)典型代表,Ricoh等在該領(lǐng)域具有代表性,中國(guó)企Shimadzu的產(chǎn)品功能豐富,在市場(chǎng)上占據(jù)著較高份額。丹陽(yáng)慧創(chuàng)等MickaelTanter教授團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域長(zhǎng)期深入研究,取得諸多成果。美國(guó)公司Butterfly正在研制一款微型超聲企業(yè)SPARKNeuro顯現(xiàn)。202310月,PrecisionNeuroscience并購(gòu)微電子機(jī)械系統(tǒng)代20242Synchron購(gòu)買(mǎi)德國(guó)制造商Acquandas的部分股權(quán),從而獲得該制造商的分層技術(shù)獨(dú)家使用權(quán)。20255月,上市公司FireflyNeuroscience收購(gòu)EvokeNeurosicence,EvokeNeurosicence擅長(zhǎng)基于腦電圖實(shí)現(xiàn)個(gè)性化神經(jīng)調(diào)控,此次收購(gòu)將助力FireflyNeuroscience補(bǔ)齊技術(shù)短板,為未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)贏得優(yōu)勢(shì)。業(yè)Emotiv的便攜式腦電頭環(huán)被廣泛應(yīng)用于藝術(shù)創(chuàng)造、無(wú)障礙設(shè)計(jì)、和安全驗(yàn)證,為安全保障提供新技術(shù)手段。例如,美國(guó)企業(yè)Neuroreplicas等在該領(lǐng)域進(jìn)行探索與實(shí)踐。(二)圖52000年以來(lái),全球腦機(jī)接口新增企業(yè)雖存在一定數(shù)量波動(dòng),但整體呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2013年起,隨著多國(guó)相繼啟動(dòng)腦計(jì)劃,為腦2019年期間,全球企業(yè)增長(zhǎng)速度加快。2020年之后,受全球20202022年期間,再掀發(fā)展高峰,每年新成立企業(yè)的圖6圖7首先,政策層面的有力支持為產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造了良好的環(huán)境。2025年2030年40020401450(三)后便開(kāi)始持續(xù)升溫,2021年開(kāi)始加速活躍,年交易事件數(shù)量屢次突圖8

53%的資金投入,無(wú)創(chuàng)技術(shù)路線的47%的資金份額。自2021年起,有創(chuàng)技術(shù)路線企業(yè)的圖9圖10腦機(jī)接口

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