脑机接口概念、发展历程、政策、技术路径与产业链梳理

大脑信号翻译官，让大脑和外部设备直接“对话”。

“脑机接口”（brain-computer interface，BCI；也称brain-machine interface，BMI），能够绕过外周神经和肌肉直接在大脑与外 部设备之间建立一种全新的通信与控制通道。随着脑科学、人工智能、医学、认知神经科学与心理科学等的发展，BCI的内涵和外延也 在不断丰富。当下的脑机接口系统形态主要包括：主动式意图交流控制的脑机接口系统，被动式脑状态监测的脑机接口系统，脑机接口 技术结合神经反馈调控技术形成的双向脑机交互系统，以及人脑智慧与人工智能决策融合的脑机智能系统等。

研究表明，人类在进行各项生理活动时都会向外发送电信号，脑机接口技术的工作原理是采集大脑皮层神经系统活动时产生的脑电信号 ，从中辨别出人的真实意图。同样，电脑等外围设备也可以通过脑机接口通道向生物端输入编码加工的刺激命令或者反馈信息，从而达 到驱动生物体的目的。脑机接口通俗讲即直接连接人类大脑和外部设备，进而实现大脑和设备之间直接通信的技术。简单来说，就是让 人脑和外部设备直接‘对话’。

2025年6月，马斯克站在Neuralink发布会，公布了一系列新技术：7位植入脑机接口的患者，仅凭意念就能打字、玩游戏，甚至操控机 械臂。其中，瘫痪多年的Alex通过大脑信号指挥Tesla Optimus机器人手臂为自己倒水。脑机接口作为连接人脑与外部设备的直接桥梁 ，正逐步从科幻走向现实。近年来，得益于神经科学和工程技术的突破，脑机接口不仅在医疗康复领域帮助瘫痪患者重获交流与行动能 力，也开始为健康人带来更智能的交互体验。

回顾脑机接口的发展历程，可以大致分为以下阶段——早期探索（19世纪60年代-20世纪70年代末期）、技术发展（20世纪70年代末 期-20世纪90年代）、初期应用（20世纪90年代-21世纪10年代）、爆发突破（21世纪10年代至今）。在19世纪下半世纪到二十世纪 初，人类逐步认识并发现到脑电活动，但一直到二十世纪七十年代，“脑机接口”的概念才由美国神经科学家雅克·维达尔首次提出， 并进入科学论证和技术发展的阶段。到了二十一世纪以后，脑机接口技术随着半导体等电子信息技术的发展，脑机接口的落地实现愈发 成为可能，应用场景也被无限拓展，各国纷纷开始希望通过落地应用率先抢占行业技术高地。

脑机接口作为尖端前沿技术，发展离不开政策驱动。“十二五”规划中，将脑科学和认知科学列入基础科学前沿领域的重点方向；“十 三五”规划提出，强化脑与认知等基础前沿科学研究；“十四五”规划提出，在类脑智能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产 业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。从上述表述可见，脑科学的产业定位不断提升，从“基础科研探索”迈向“国家战略引领 下的产业创新”，已经被视为中国科技水平重大突破的重要抓手。

今年是“十四五”规划收官之年，脑机接口迎来政策红利密集期。7月，工业和信息化部等多部门联合发布《关于推动脑机接口产业创 新发展的实施意见》，明确到2027年，脑机接口关键技术取得突破，初步建立先进的技术体系、产业体系和标准体系。到2030年，脑 机接口产业创新能力显著提升，形成安全可靠的产业体系，培育2至3家有全球影响力的领军企业和一批“专精特新”中小企业，构建 具有国际竞争力的产业生态，综合实力迈入世界前列。产业进程时间表的确定，对于中长期投资布局提供了清晰指引。

脑机接口技术的核心在于捕获与解码大脑信号以及反馈信息给大脑。人脑包含约860亿个神经元，这些神经元通过电化学信号进行信息 传递，形成复杂的神经网络。脑机接口系统利用不同方式采集神经信号，经算法处理，通过建立神经活动与行为意图之间的映射关系， 解码后转化为可驱动外部设备或调控大脑功能的指令，从而实现脑机交互。

从技术实现路径来看，脑机接口主要分为侵入式、半侵入式和非侵入式三类。

侵入式接口需通过开颅手术将微电极阵列、脑深部电极植入皮层或深部核团，可直接记录单个神经元的动作电位或获取局部场 电位，但同时面临着手术风险、免疫排异反应与电极长期稳定性等挑战。

半侵入式接口将电极放置在颅骨内但不穿透脑组织，通常位于硬脑膜下、软脑膜上，在信号质量和安全性之间寻求平衡，创伤 和风险较小；皮层脑电图是其典型代表，已广泛用于癫痫监测等领域，并逐渐用于言语解码、运动控制等方面。

非侵入式接口则不需要手术，通过头皮表面的传感器采集脑电、脑磁信号；其中，脑电图最为常见，具有成本低、使用方便、 无创伤等优势，虽分辨率较低，但在消费级应用中同样具有良好前景。

脑机接口行业已经形成了完整的产业链，涵盖上游（材料、芯片、电极等）、中游（信号采集感知处理等）、下游（医疗健康、生活消 费、工业生产等）等多个环节。

上游：企业数量占比8%，主要包括电极、芯片等核心材料和组件。脑机接口产业链的上游企业数量占比为8%，上游技术和产品主要涵盖核心元器件，其中电极与芯片是关键组成部分，当前该技术领域 尚未形成统一标准。有创电极技术各有优劣，呈现出多家企业主导不同类型电极并行发展的态势。无创电极主流技术为于电极和凝胶电 极，此类供应商数量多，全球均有分布。

脑机接口芯片也分为有创和无创两类，目前正朝向计算存储传输一体化、小型化和高通量化方向发展，美国公司Neuralink已研制出集 成度非常高的此类芯片。

柔性电极：相较于传统刚性电极，柔性电极具有更高的生物相容性，能够减轻免疫反应并实现长期记录的稳定性。全球厂商中， Neuralink和复旦大学的“三合一”脑脊接口通过柔性电极直接植入大脑皮层，实现高精度信号采集。中国的“北脑二号”系统通过 65536通道柔性电极，将信号捕获灵敏度提升至国际领先水平。

BCI芯片：负责信号的模数转换，技术关键在于提升采集分辨率和减少干扰。设计BCI芯片的技术壁垒主要源自模拟电路设计的复杂性 、低功耗要求以及无线能量传输能力。BCI芯片设计方案分为通用方案和专用ASIC方案，前者适用于多种场景，后者针对特定需求进行 深度定制，性能和功耗优化更佳。近年来，我国在脑机接口芯片领域加速突破，海南大学、宁炬科技和芯智达等企业和高校发布了全球 领先的植入式脑机接口专用芯片。

中游：企业数量占比37%，主要包括脑电信号采集平台、信号处理和信号分析。在采集感知脑神经活动的技术手段上，主要包括电、磁、光、超声这四种方式——基于电方式感知和分析脑信号的技术发展最为成熟 ，脑电图机、事件相关电位仪、脑电分析仪等产品种类丰富，大多已经取得二类或三类医疗器械注册证；基于磁方式感知脑信号的技术 主要为磁共振设备和脑磁图仪，此类设备体型庞大，运维成本高昂，导致使用范围和频次相对较低，主要应用于科研和医疗等特定场景 ；基于光方式感知脑信号的产品以功能近红外设备(fNIRS)为主，这类产品技术相对成熟；基于超声方式的脑信号感知技术属于前沿研 究领域，但具有巨大的发展潜力，值得行业高度关注。

下游：企业数量占比55%，主要包括端外设和应用端软件。脑机接口产业链的下游企业全球占比55%，技术和产品主要聚焦于特定应用场景，可划分为医疗健康、生活消费、工业生产、交通驾驶 应用等若干类别。

医疗健康：是目前脑机接口最大的市场应用领域，也是最主要且最接近商业化的领域。下游应用解决方案企业中，医疗方向占比过半。 脑机接口技术在康复治疗、神经调控和神经诊断等方面展现出巨大潜力。

非医疗领域：脑机接口技术正在向虚拟现实、游戏、教育和智能家居等领域拓展。例如，非侵入式脑机接口设备可以用于青少年专注力 训练，提升教育效果；在虚拟现实和游戏中，用户可以通过脑电信号控制角色，实现更加沉浸式的体验。

从具体分布上看，医疗健康领域应用市场占比约为47.62%。随着技术的发展，脑机接口应用领域不断拓宽，并逐步应用于消费电子、 教育、娱乐和其他领域，应用市场分别占比28.57%、13.10%、4.76%、5.95%。