经颅磁刺激与近红外脑功能成像联合使用,“看”清大脑,精准“治”脑。(图源:湖北日报)
中国脑机接口技术采取侵入式与非侵入式同步推进的策略,其中非侵入式技术已达到国际前沿水平。
双手瘫痪的设计师用脑电波操控光标创作,渐冻症患者借助芯片植入手术重返测绘岗位,这些科幻场景正随着马斯克公布的脑机接口研究成果成为现实。术后志愿者突破行动限制,重获与世界互动的能力。
2025年,脑机接口成了更加热门的词汇,迎来前所未有的发展热潮。在国内,2025年甚至被称为中国脑机接口行业“元年”。近两个月来,多个科研团队宣布重大技术突破;资本市场上,脑机接口概念股受到追捧,中概股公司脑再生科技(RGC.US)4-6月股价涨幅一度超8000%,上演“股市神话”。
在湖北,脑机接口技术表现亮眼。武汉衷华脑机融合科技发展有限公司(以下简称“衷华脑机”)、武汉依瑞德医疗设备新技术有限公司(以下简称“依瑞德”)等企业凭借多年技术沉淀迎来发展黄金期;华中科技大学同济医学院附属协和医院、同济医院等临床平台也加快探索,推动技术早日惠及患者。
侵入式脑机接口技术领先 规模化临床应用最快2-3年
6月25日,在华中科技大学同济医学院附属协和医院神经外科诊室,樊非医生向支点财经记者现场演示脑机接口设备:患者借助脑机接口康复训练系统,能依据自身脑电波状态获取个性化康复方案。系统实时监测脑电波,一旦捕捉到患者抓握水杯的意图,便会自动启动外骨骼设备辅助完成动作。
目前,该科室脑机接口门诊设备平台已搭建完毕,即将面向公众开诊。患者通过持续训练,可强化大脑与外骨骼的协同能力,数周后,自主行动能力显著提升,逐步实现康复。
去年11月,衷华脑机与协和医院合作,成功将全国产高通道脑机接口芯片植入脑肿瘤患者脑部并完成测试,精准采集神经元电生理信号,为评估肿瘤进展、侵袭范围提供量化依据。
作为该手术的主刀医生,协和医院神经外科主任姜晓兵对支点财经记者介绍,芯片主要用于手术的临时监测,辅助医生更精准界定肿瘤边界,提升手术切除效果。目前患者术后恢复良好。
脑机接口按植入方式分为非侵入式、半侵入式和侵入式三类。其中,非侵入式无需开颅,通过脑电采集设备即可读取大脑信号,凭借无创、便捷的优势,更容易商业化。目前,国内越来越多的医院引入了非侵入式的脑机接口设备,帮助脑卒中、脊髓损伤等患者恢复运动和感觉功能。
今年6月5日,华中地区首个脑机接口门诊在华中科技大学同济医学院附属同济医院开诊,标志着湖北在神经科学与人工智能医疗应用领域迈出关键一步。患者通过佩戴非侵入式设备采集神经信号,设备实时捕捉其大脑运动皮层的电信号,通过算法转化为控制指令,为定制康复方案提供核心数据支撑。该院神经内科副主任医师张萍表示,门诊采用“临床+科研+转化”一体化平台,同步开展治疗与临床试验,符合标准的患者可免费接受前沿干预,门诊还将建立长期随访数据库,推动技术优化。
值得关注的是,国内脑机接口的科研进展遍地开花。6月,南开大学段峰教授团队牵头的全球首例介入式脑机接口辅助人体患肢运动功能修复试验顺利完成,帮助一名偏瘫患者实现患肢运动功能修复。
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心等机构成功开展了中国首例侵入式脑机接口前瞻性临床试验,受试者经过2-3周的训练,即可完成下象棋、玩赛车游戏等操作,达到了与普通人控制电脑触摸板相近的水平。
北京脑科学与类脑研究所和北京芯智达神经技术有限公司合作研制的“北脑一号”智能脑机系统已完成国际首批柔性高通量半侵入式无线全植入脑机系统的人体植入,进入临床验证阶段,目前已完成5例患者植入,为脊髓损伤、脑卒中、渐冻症患者实现运动和言语功能的替代和康复。
从全球范围来看,美国和瑞士在脑机接口领域研发投入领先。姜晓兵认为,欧美国家侧重侵入式脑机接口技术研发,而中国采取侵入式与非侵入式技术同步推进的策略,其中非侵入式技术已达到国际前沿水平。当前,侵入式脑机接口技术不断取得突破,但目前都还处在试验阶段,距离大规模临床应用至少还需2-3年时间。
衷华脑机研发人员在探讨技术问题
聚焦技术创新与应用拓展 鄂企突围在行动
早在半个世纪前,脑机接口的概念雏形就已萌芽。1973年,美国加州大学的雅克·维达尔首次提出“脑机接口”概念,即在人或动物大脑与外部设备之间创建直接连接,实现脑与设备的信息交换。直到2024年1月,第一位人类患者接受了马斯克旗下脑机接口公司Neuralink的植入物,脑机接口研究开始引发全球关注。2024年,工信部将脑机接口列入未来产业十大标志性产品。
当前,脑机接口市场规模增速很快。中信建投提供的一组数据显示,自2019年起,全球脑机接口市场规模逐年攀升,预计到2027年将达到33亿美元的规模,年复合增长率约13.5%。其中,非侵入式脑机接口是研发重点方向,占市场规模的86%。今年2月,赛迪顾问发布的《中国脑机接口产业发展现状及趋势》显示,2024年我国脑机接口市场规模达32亿元,增长率为18.8%。预计到2027年,我国脑机接口市场规模将达55.8亿元,增长率为20%。
回溯国内发展历程,早在1988年,华中科技大学同济医学院廖家华教授科研小组研制出中国第一台单脉冲的经颅磁刺激实验机型。在此技术基础上,依瑞德初始技术团队研制出中国第一台重复经颅磁刺激仪,并于2009年获得国内第一张经颅磁刺激仪的医疗器械注册证,打破了国外产品的垄断。经颅磁刺激(TMS)是一种非侵入性神经调控技术,通过线圈产生脉冲磁场穿过头皮和颅骨,引起神经元兴奋性的变化,可用于治疗抑郁症、焦虑症、脑卒中后遗症、帕金森病等精神神经疾病。
2007年,依瑞德在武汉创立,目前总部位于光谷生物城。“公司刚成立的时候只有7个人,大家都不知道我在干嘛,也不了解这个技术,觉得我是在异想天开,那时候国内也就只有两三家企业在做。”依瑞德董事长蔡胜安对支点财经记者讲述道。
如今,作为湖北非侵入式脑机接口领域的代表,目前依瑞德已研发出8个系列近百款产品,不仅推出了全球首创的双线圈经颅磁刺激仪、中国首台获医疗器械注册证的近红外脑功能成像系统等产品,更于今年4月获得国内首张精神领域经颅磁的三类医疗器械注册证。
在侵入式脑机接口技术赛道上,湖北另一家本土企业衷华脑机也实现了关键性突破,目前公司已完成多例短期临床试验,多项产品正快速推进,计划于明年取得三类医疗器械注册证并正式上市。
衷华脑机董事长黄立在接受支点记者采访时表示,推动他投身脑机接口研发的契机,是在一次会议中看到一位失去双臂的退役军人,由此下定决心要用先进科技为伤病者带来康复。过去5年,团队持续深耕脑机接口技术,已自主研发出6大系列、共58种规格的产品,并在大鼠、巴马猪、猕猴等构建的帕金森、抑郁、脊髓损伤等多种动物模型中,系统验证了该产品的有效性与安全性。
产学研合作正在加速落地。今年6月,华中科技大学同济医学院附属同济医院与依瑞德签订战略合作协议,双方将围绕项目合作、技术开发、资源共享等方面开展深度合作,加速医工交叉融合与脑机接口领域技术创新。
今年2月,武汉协和医院—衷华脑机院企联合实验室揭牌。未来3年,联合实验室将投入2000万元专项科研经费,聚焦神经胶质瘤瘤机接口、柔性硬脑膜外脑机接口系统、人工视觉、人工脑骨膜等方向开展研究。
目前,国内外脑机接口企业正展开激烈竞争。在国内,除了依瑞德和衷华脑机外,以强脑科技、脑虎科技、微灵医疗等为代表的一批企业,均已取得不俗的技术成就。其中,2022年,强脑科技研发的BrainRobotics智能仿生手通过层层审查获得了美国FDA认证,是国内首个拿到FDA认证的非侵入式脑机接口产品。该公司合伙人何熙昱不久前在武汉公开表示,“未来5到10年,脑机产品数量或将超越手机。”强脑科技正研发新一代仿生手,指尖传感器可感知温度与压力,实现“握手知冷暖”。
阶梯医疗于今年2月完成了3.5亿元B轮融资,由启明创投、奥博资本、礼来亚洲基金领投,成为国内侵入式脑机接口行业单次融资金额最大的一笔。在国际上,今年6月,Neuralink宣布完成6.5亿美元(约合人民币43亿元)新一轮融资,成立9年,公司估值已飙升至90亿美元(约合人民币650亿元)。
蔡胜安认为,脑机接口正站在爆发临界点,技术创新与应用拓展将成为企业突围关键。
武汉协和医院神经外科医生正在测试脑机接口康复训练系统(协和医院神经外科供图)
新赛道抢跑 湖北加快政策支持与资本投入
在脑机接口领域竞争日益激烈的当下,湖北正积极探寻突围之道。
姜晓兵认为,医学是推动脑机接口技术发展的关键突破口。“让瘫痪患者重新获得行动能力,这样的临床成果能产生强大的示范效应,极大地加速技术落地进程。但脑机接口的应用不止于此。”在他看来,随着技术的不断突破,人体芯片植入或许能赋予人类全新能力,曾经只存在于科幻作品中的场景,未来很可能成为现实。
中信建投也表示,脑机接口技术在医疗健康、教育教学、游戏娱乐等多个领域展现出其应用潜力,其中医疗健康领域是最早被应用并最接近实现商业化落地的细分领域。2020年脑机接口市场上,医疗领域应用占比达62%,其他领域占比38%。
面对广阔的发展前景,湖北行动迅速,以政策支持与资本投入双轮驱动产业发展。2024年,《湖北省加快未来产业发展实施方案(2024-2026年)》将脑机接口列为未来健康领域的重点方向,《武汉市促进未来产业创新发展实施方案》出台,将脑机接口产业作为13个未来产业之一进行重点部署。
今年3月31日,湖北率先发布脑机接口医疗服务价格,其中,侵入式脑机接口置入费6552元/次,侵入式脑机接口取出费3139元/次,非侵入式脑机接口适配费966元/次。
分析人士表示,这一定价举措,填补了脑机接口医疗服务的价格空白,解决了此前因收费模糊导致的技术与产品落地难题,有利于加速脑机接口技术从科研向临床转化。
蔡胜安认为,脑机接口涉及生物医学、生物工程、电子信息等多学科,需要构建协同创新体系才能实现更好发展。他建议湖北通过精准招商引资,加速完善产业链布局。“企业自身也在积极探索,比如聚焦重点疾病,推进医工合作,精进技术和产品;建设脑科学与脑机接口产业园区,打造脑机接口上下游产业链集群,形成产业生态合力,助力湖北省脑科学产业发展。”
资本助力方面,长江产业集团旗下楚天凤鸣基金针对医工交叉的学科复杂特性,紧紧围绕同济医院等龙头机构,积极推动王桂华教授团队聚焦超声无创脑机接口技术加速产业化,会同旗下辰元创投、鲁信创投等共同研究投资方案,解决发展资金瓶颈。同时,团队密切跟踪衷华脑机项目技术攻关和临床试验进程,并拟定投资方案,致力于打通湖北省脑机接口产业“科研-转化-应用”链条。
展望脑机接口产业的未来,蔡胜安建议湖北省考虑制定“侵入式和非侵入式双轨并举,协调发展;优先壮大非侵入式产业,培育侵入式技术创新潜力”的总体策略,加快形成具有区域竞争力的产业集群。凭借丰富的科教资源、雄厚的医疗基础和充足的人才储备,湖北正全力向脑机接口产业新赛道发起冲刺。
编辑丨胡馨月
编审丨刘定文