“腦機(jī)接口”再一次成為行業(yè)焦點(diǎn)。

(資料圖片)

近日，工信部總工程師趙志國(guó)在一場(chǎng)論壇中公開稱“將把腦機(jī)接口作為培育未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向”。他表示，我國(guó)已經(jīng)形成覆蓋基礎(chǔ)層、技術(shù)層與應(yīng)用層的腦機(jī)接口全產(chǎn)業(yè)鏈，并在醫(yī)療、教育、工業(yè)、娛樂(lè)等領(lǐng)域應(yīng)用落地。

資本市場(chǎng)對(duì)此反應(yīng)熱烈，腦機(jī)接口板塊持續(xù)走高，截至6月1日收盤，新智認(rèn)知（603869.SH）、創(chuàng)新醫(yī)療（002173.SZ）均已五連板，三博腦科（301293.SZ）盤中漲幅20%，科大訊飛（002230.SZ）、世紀(jì)華通（002602.SZ）漲停。

當(dāng)前，我國(guó)在該領(lǐng)域的技術(shù)與應(yīng)用層面分別有哪些進(jìn)展？還需克服哪些挑戰(zhàn)呢？

部分企業(yè)已在治療腦部疾病層面發(fā)力

腦機(jī)接口，是指在有機(jī)生命形式的腦與具有處理或計(jì)算機(jī)能力的設(shè)備之間，創(chuàng)建用于信息交換的連接通路，實(shí)現(xiàn)信息交換及控制。

根據(jù)中國(guó)信通院發(fā)布的《腦機(jī)接口總體愿景與關(guān)鍵技術(shù)研究報(bào)告》（下稱《報(bào)告》），腦機(jī)接口按照信號(hào)采集方式不同主要分為植入和非植入兩種技術(shù)路線。

《報(bào)告》提到，植入式腦機(jī)接口技術(shù)主要應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域，最有可能率先落地并帶來(lái)市場(chǎng)收益的是神經(jīng)替代、神經(jīng)調(diào)控相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品。非植入式腦機(jī)接口技術(shù)可應(yīng)用在更廣泛的生活生產(chǎn)領(lǐng)域，正逐步在康復(fù)訓(xùn)練、教育娛樂(lè)、智能生活、生產(chǎn)制造等眾多方面為人類帶來(lái)福祉。

當(dāng)前，中國(guó)腦科學(xué)計(jì)劃以“一體兩翼”為結(jié)構(gòu)，即以研究腦認(rèn)知的神經(jīng)原理為基礎(chǔ)，用以研發(fā)重大腦疾病的治療方法和推動(dòng)新一代人工智能的發(fā)展。根據(jù)頂層設(shè)計(jì)，“十四五”期間，我國(guó)腦科學(xué)與類腦研究將圍繞腦認(rèn)知原理解析、腦介觀神經(jīng)聯(lián)接圖譜繪制、腦重大疾病機(jī)理與干預(yù)研究等五項(xiàng)重點(diǎn)來(lái)進(jìn)行。

對(duì)于腦機(jī)接口如何在治療大腦疾病上發(fā)揮作用，海軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院腦血管病中心執(zhí)行主任楊鵬飛說(shuō)，在大腦與機(jī)器之間建立高效的信息交流通道的作用，一方面有助于癲癇、卒中等在內(nèi)的疾病的診斷和監(jiān)測(cè)。“如果在大腦內(nèi)植入類似接口，可以更早地監(jiān)測(cè)到腦疾病發(fā)生前的一些狀態(tài)，有助于早期診斷，進(jìn)而早期干預(yù)。”

另一方面，楊鵬飛說(shuō)，在高效的信息交流及信息解碼技術(shù)下，一些腦疾病的治療及康復(fù)也變?yōu)榭赡?。比如，腦機(jī)接口可以幫助通過(guò)意念控制來(lái)進(jìn)行手臂等肢體的恢復(fù)，或控制語(yǔ)言的發(fā)聲訓(xùn)練。

國(guó)內(nèi)一些獨(dú)角獸公司已在治療腦部疾病層面發(fā)力。由中科院上海微系統(tǒng)所副所長(zhǎng)陶虎擔(dān)任創(chuàng)始人的腦虎科技已于2022年發(fā)布國(guó)內(nèi)首款“半侵入式腦機(jī)接口”。公司CEO彭雷表示，腦機(jī)接口需要解決三大技術(shù)突破，包括電級(jí)的高通量、低創(chuàng)傷植入、長(zhǎng)期載體的安全性。

“人類大腦包含860億個(gè)神經(jīng)元，我們的高通量電級(jí)已經(jīng)可以做到百萬(wàn)級(jí)的神經(jīng)元信息讀取，同時(shí)，我們采取蠶絲蛋白包裹技術(shù)將電極植入大腦，并讓其硬度介入腦組織、血管之間，正好能插得進(jìn)腦組織但插不破血管。”彭雷說(shuō)，不過(guò)目前公司的腦機(jī)接口均在醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室的科研端應(yīng)用，“目前，我們與國(guó)內(nèi)一些主要研究院合作，為他們提供腦機(jī)接口領(lǐng)域從電極、植入體、芯片、算法、軟件等在內(nèi)的一整套方案。在沒(méi)有拿到醫(yī)療器械注冊(cè)證（這可能需要5～7年時(shí)間）之前，為了實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，還是需要先將產(chǎn)品賣到科研市場(chǎng)。”

另一家正在探索以“無(wú)創(chuàng)腦深部刺激技術(shù)”來(lái)治療帕金森、抑郁癥、阿爾茨海默癥等疾病的公司穹頂科技，也剛在4月末完成了刺激器樣機(jī)的送檢樣組裝。公司CEO李龍博士告訴記者，無(wú)創(chuàng)調(diào)控的難度在于如何精準(zhǔn)地使電磁波達(dá)到靶點(diǎn)。

“為此，我們開發(fā)了一套TI（時(shí)間干涉）技術(shù)進(jìn)行正向仿真和逆向仿真，最終做到醫(yī)生只需根據(jù)病人情況，來(lái)選取對(duì)應(yīng)的電極強(qiáng)度和參數(shù)，實(shí)現(xiàn)病人治療。”李龍說(shuō)。

企業(yè)要做好長(zhǎng)期攻堅(jiān)準(zhǔn)備

資本市場(chǎng)為何看好腦機(jī)接口領(lǐng)域？

華興資本醫(yī)療與生命科技事業(yè)部董事賈妍告訴記者，一方面，近10年來(lái)，隨著國(guó)際上腦機(jī)接口技術(shù)逐步成熟（尤其是馬斯克旗下Neuralink人腦芯片植入公司在近日獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)，可在人體上開展臨床研究），業(yè)內(nèi)認(rèn)為該領(lǐng)域的技術(shù)即將進(jìn)入轉(zhuǎn)化階段，也就是相關(guān)設(shè)備可以在更低容錯(cuò)、更高效能上實(shí)現(xiàn)工程化。另一方面，隨著ChatGPT的出現(xiàn)，腦部功能區(qū)的信息解碼也被認(rèn)為可以應(yīng)用了，“這是技術(shù)成熟度達(dá)到一定階段的市場(chǎng)反應(yīng)”。

“國(guó)內(nèi)腦機(jī)接口市場(chǎng)起步較晚，但今年5月北京完成了全球首例非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物介入式腦機(jī)接口試驗(yàn)，標(biāo)志著我國(guó)在腦機(jī)接口領(lǐng)域的技術(shù)已站上世界舞臺(tái)并躋身全球前列，這也將是推進(jìn)我國(guó)腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。”沙利文頭豹研究院醫(yī)療行業(yè)高級(jí)分析師孫榕說(shuō)。

孫榕從應(yīng)用層面分析稱，目前，腦機(jī)接口在可監(jiān)測(cè)用戶狀態(tài)、通信傳輸這兩大功能下，可賦能醫(yī)療健康、智能空間、教育教學(xué)、游戲娛樂(lè)等場(chǎng)景，但市場(chǎng)剛需屬性決定了腦機(jī)接口現(xiàn)階段多應(yīng)用于腦科學(xué)科研和腦疾病患者康復(fù)上。“例如，浙江大學(xué)與浙大二院神經(jīng)外科曾合作完成了國(guó)內(nèi)首例植入式腦機(jī)接口臨床研究，幫助因車禍造成四肢完全癱瘓的患者，通過(guò)意念控制外部設(shè)備開展日常行為。”

《報(bào)告》也提到，在應(yīng)用方面，腦機(jī)接口的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用實(shí)踐將具有顯著的社會(huì)效益。具體體現(xiàn)在，一是促進(jìn)人民健康生活水平質(zhì)量提升，特別是對(duì)神經(jīng)疾病群體（漸凍癥、癲癇、帕金森等）生活質(zhì)量改善起到顯著推動(dòng)作用，推動(dòng)醫(yī)療、康養(yǎng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和智能化；二是推動(dòng)前沿科技創(chuàng)新，人才短缺、老齡化嚴(yán)重威脅、抗災(zāi)救援等問(wèn)題一直困擾人類生活，人類能力的增強(qiáng)對(duì)于彌合差距和滿足行業(yè)需求至關(guān)重要，腦機(jī)接口技術(shù)將推動(dòng)人體增強(qiáng)和替代技術(shù)發(fā)展，對(duì)人類生活和社會(huì)活動(dòng)產(chǎn)生顛覆性影響；三是助力經(jīng)濟(jì)發(fā)展，腦科學(xué)與多領(lǐng)域融合將呈現(xiàn)應(yīng)用行業(yè)廣、輻射范圍大的特點(diǎn)。

對(duì)于一些想要布局腦機(jī)接口領(lǐng)域的企業(yè)，賈妍稱，對(duì)于非侵入式腦機(jī)接口，企業(yè)需要找好切入場(chǎng)景，比如是用技術(shù)來(lái)簡(jiǎn)單地控制物體或玩具，還是解決失眠等健康問(wèn)題；對(duì)于侵入式的腦機(jī)接口，企業(yè)則需要找好合適的疾病適應(yīng)癥（比如有病人在沒(méi)有其他療法的情況下，只能選擇侵入式腦機(jī)接口治療，從倫理上更說(shuō)得通），如果企業(yè)沒(méi)有在算法、電極等核心技術(shù)上的能力，建議不要考慮布局這個(gè)領(lǐng)域。

孫榕認(rèn)為，腦機(jī)接口作為一個(gè)擁有極高壁壘的產(chǎn)業(yè)，深度融合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、機(jī)械工程、生物工程等學(xué)科。為此，企業(yè)需要做好從基礎(chǔ)科研走向市場(chǎng)的長(zhǎng)期攻堅(jiān)準(zhǔn)備，同時(shí)完善復(fù)合型人才建設(shè)、掌握上游芯片及關(guān)鍵元器件的核心技術(shù)，并解決技術(shù)卡脖子難題，同時(shí)具備充足資金用以長(zhǎng)期的科技投入。

《報(bào)告》認(rèn)為，腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)在發(fā)展中對(duì)“多學(xué)科協(xié)作、多行業(yè)協(xié)同”的訴求非常強(qiáng)烈。有必要面向腦機(jī)接口領(lǐng)域，形成“產(chǎn)學(xué)研用醫(yī)政”協(xié)同創(chuàng)新體系。因此建議，以科研資源共享機(jī)制推動(dòng)學(xué)術(shù)協(xié)同、以聯(lián)盟合作方式推動(dòng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同、以標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試研究推動(dòng)應(yīng)用落地、以科技倫理保障應(yīng)用安全。

標(biāo)簽：