腦機接口概念、發展歷程、政策、技術路徑與產業鏈梳理

大腦信號翻譯官，讓大腦和外部設備直接“對話”。

“腦機接口”（brain-computer interface，BCI；也稱brain-machine interface，BMI），能夠繞過外周神經和肌肉直接在大腦與外 部設備之間建立一種全新的通信與控制通道。隨著腦科學、人工智能、醫學、認知神經科學與心理科學等的發展，BCI的內涵和外延也 在不斷豐富。當下的腦機接口系統形態主要包括：主動式意圖交流控制的腦機接口系統，被動式腦狀態監測的腦機接口系統，腦機接口 技術結合神經反饋調控技術形成的雙向腦機交互系統，以及人腦智慧與人工智能決策融合的腦機智能系統等。

研究表明，人類在進行各項生理活動時都會向外發送電信號，腦機接口技術的工作原理是采集大腦皮層神經系統活動時產生的腦電信號 ，從中辨別出人的真實意圖。同樣，電腦等外圍設備也可以通過腦機接口通道向生物端輸入編碼加工的刺激命令或者反饋信息，從而達 到驅動生物體的目的。腦機接口通俗講即直接連接人類大腦和外部設備，進而實現大腦和設備之間直接通信的技術。簡單來說，就是讓 人腦和外部設備直接‘對話’。

2025年6月，馬斯克站在Neuralink發布會，公布了一系列新技術：7位植入腦機接口的患者，僅憑意念就能打字、玩游戲，甚至操控機 械臂。其中，癱瘓多年的Alex通過大腦信號指揮Tesla Optimus機器人手臂為自己倒水。腦機接口作為連接人腦與外部設備的直接橋梁 ，正逐步從科幻走向現實。近年來，得益于神經科學和工程技術的突破，腦機接口不僅在醫療康復領域幫助癱瘓患者重獲交流與行動能 力，也開始為健康人帶來更智能的交互體驗。

回顧腦機接口的發展歷程，可以大致分為以下階段——早期探索（19世紀60年代-20世紀70年代末期）、技術發展（20世紀70年代末 期-20世紀90年代）、初期應用（20世紀90年代-21世紀10年代）、爆發突破（21世紀10年代至今）。在19世紀下半世紀到二十世紀 初，人類逐步認識并發現到腦電活動，但一直到二十世紀七十年代，“腦機接口”的概念才由美國神經科學家雅克·維達爾首次提出， 并進入科學論證和技術發展的階段。到了二十一世紀以后，腦機接口技術隨著半導體等電子信息技術的發展，腦機接口的落地實現愈發 成為可能，應用場景也被無限拓展，各國紛紛開始希望通過落地應用率先搶占行業技術高地。

腦機接口作為尖端前沿技術，發展離不開政策驅動。“十二五”規劃中，將腦科學和認知科學列入基礎科學前沿領域的重點方向；“十 三五”規劃提出，強化腦與認知等基礎前沿科學研究；“十四五”規劃提出，在類腦智能等前沿科技和產業變革領域，組織實施未來產 業孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來產業。從上述表述可見，腦科學的產業定位不斷提升，從“基礎科研探索”邁向“國家戰略引領 下的產業創新”，已經被視為中國科技水平重大突破的重要抓手。

今年是“十四五”規劃收官之年，腦機接口迎來政策紅利密集期。7月，工業和信息化部等多部門聯合發布《關于推動腦機接口產業創 新發展的實施意見》，明確到2027年，腦機接口關鍵技術取得突破，初步建立先進的技術體系、產業體系和標準體系。到2030年，腦 機接口產業創新能力顯著提升，形成安全可靠的產業體系，培育2至3家有全球影響力的領軍企業和一批“專精特新”中小企業，構建 具有國際競爭力的產業生態，綜合實力邁入世界前列。產業進程時間表的確定，對于中長期投資布局提供了清晰指引。

腦機接口技術的核心在于捕獲與解碼大腦信號以及反饋信息給大腦。人腦包含約860億個神經元，這些神經元通過電化學信號進行信息 傳遞，形成復雜的神經網絡。腦機接口系統利用不同方式采集神經信號，經算法處理，通過建立神經活動與行為意圖之間的映射關系， 解碼后轉化為可驅動外部設備或調控大腦功能的指令，從而實現腦機交互。

從技術實現路徑來看，腦機接口主要分為侵入式、半侵入式和非侵入式三類。

侵入式接口需通過開顱手術將微電極陣列、腦深部電極植入皮層或深部核團，可直接記錄單個神經元的動作電位或獲取局部場 電位，但同時面臨著手術風險、免疫排異反應與電極長期穩定性等挑戰。

半侵入式接口將電極放置在顱骨內但不穿透腦組織，通常位于硬腦膜下、軟腦膜上，在信號質量和安全性之間尋求平衡，創傷 和風險較小；皮層腦電圖是其典型代表，已廣泛用于癲癇監測等領域，并逐漸用于言語解碼、運動控制等方面。

非侵入式接口則不需要手術，通過頭皮表面的傳感器采集腦電、腦磁信號；其中，腦電圖最為常見，具有成本低、使用方便、 無創傷等優勢，雖分辨率較低，但在消費級應用中同樣具有良好前景。

腦機接口行業已經形成了完整的產業鏈，涵蓋上游（材料、芯片、電極等）、中游（信號采集感知處理等）、下游（醫療健康、生活消 費、工業生產等）等多個環節。

上游：企業數量占比8%，主要包括電極、芯片等核心材料和組件。腦機接口產業鏈的上游企業數量占比為8%，上游技術和產品主要涵蓋核心元器件，其中電極與芯片是關鍵組成部分，當前該技術領域 尚未形成統一標準。有創電極技術各有優劣，呈現出多家企業主導不同類型電極并行發展的態勢。無創電極主流技術為于電極和凝膠電 極，此類供應商數量多，全球均有分布。

腦機接口芯片也分為有創和無創兩類，目前正朝向計算存儲傳輸一體化、小型化和高通量化方向發展，美國公司Neuralink已研制出集 成度非常高的此類芯片。

柔性電極：相較于傳統剛性電極，柔性電極具有更高的生物相容性，能夠減輕免疫反應并實現長期記錄的穩定性。全球廠商中， Neuralink和復旦大學的“三合一”腦脊接口通過柔性電極直接植入大腦皮層，實現高精度信號采集。中國的“北腦二號”系統通過 65536通道柔性電極，將信號捕獲靈敏度提升至國際領先水平。

BCI芯片：負責信號的模數轉換，技術關鍵在于提升采集分辨率和減少干擾。設計BCI芯片的技術壁壘主要源自模擬電路設計的復雜性 、低功耗要求以及無線能量傳輸能力。BCI芯片設計方案分為通用方案和專用ASIC方案，前者適用于多種場景，后者針對特定需求進行 深度定制，性能和功耗優化更佳。近年來，我國在腦機接口芯片領域加速突破，海南大學、寧炬科技和芯智達等企業和高校發布了全球 領先的植入式腦機接口專用芯片。

中游：企業數量占比37%，主要包括腦電信號采集平臺、信號處理和信號分析。在采集感知腦神經活動的技術手段上，主要包括電、磁、光、超聲這四種方式——基于電方式感知和分析腦信號的技術發展最為成熟 ，腦電圖機、事件相關電位儀、腦電分析儀等產品種類豐富，大多已經取得二類或三類醫療器械注冊證；基于磁方式感知腦信號的技術 主要為磁共振設備和腦磁圖儀，此類設備體型龐大，運維成本高昂，導致使用范圍和頻次相對較低，主要應用于科研和醫療等特定場景 ；基于光方式感知腦信號的產品以功能近紅外設備(fNIRS)為主，這類產品技術相對成熟；基于超聲方式的腦信號感知技術屬于前沿研 究領域，但具有巨大的發展潛力，值得行業高度關注。

下游：企業數量占比55%，主要包括端外設和應用端軟件。腦機接口產業鏈的下游企業全球占比55%，技術和產品主要聚焦于特定應用場景，可劃分為醫療健康、生活消費、工業生產、交通駕駛 應用等若干類別。

醫療健康：是目前腦機接口最大的市場應用領域，也是最主要且最接近商業化的領域。下游應用解決方案企業中，醫療方向占比過半。 腦機接口技術在康復治療、神經調控和神經診斷等方面展現出巨大潛力。

非醫療領域：腦機接口技術正在向虛擬現實、游戲、教育和智能家居等領域拓展。例如，非侵入式腦機接口設備可以用于青少年專注力 訓練，提升教育效果；在虛擬現實和游戲中，用戶可以通過腦電信號控制角色，實現更加沉浸式的體驗。

從具體分布上看，醫療健康領域應用市場占比約為47.62%。隨著技術的發展，腦機接口應用領域不斷拓寬，并逐步應用于消費電子、 教育、娛樂和其他領域，應用市場分別占比28.57%、13.10%、4.76%、5.95%。