脑机接口政策背景、分类及应用落地情况如何?

脑机接口政策背景、分类及应用落地情况如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/07/17 09:05

政策鼓励脑机接口产业。

脑机接口(Brain Computer Interface, BCI)指在大脑/脊髓与外部设备之间创建信息通道,通过采集和解码中枢神经活动进行意图识别和输出,操控外部装置并接收反馈信息,构成闭环的人机交互系统。脑机接口主要应用于人体机能障碍的补偿与修复,以及人类行为能力的增强。 脑机接口是新质生产力和未来产业发展方向。中央经济工作会议指出“要以科技创新推动产业创新,特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能,发展新质生产力”。当前,新一轮科技革命和产业变革加速演进,重大前沿技术、颠覆性技术持续涌现,科技创新和产业发展融合不断加深,催生出元宇宙、人形机器人、脑机接口、量子信息等新产业发展方向,大力培育未来产业已成为引领科技进步、带动产业升级、开辟新赛道、塑造新质生产力的战略选择。 北京、上海、天津、湖北等多地陆续出台培育未来产业的政策文件,鼓励脑机接口产业发展。2024 年 4 月,北京出台《加快北京市脑机接口产业发展行动方案(2024-2030)(征求意见稿)》,是首个省级层面脑机接口专项产业政策文件。

医保支持脑机接口:2021 年 9 月,为促进医疗新技术的推广应用,进一步减轻患者就医负担,山东医保局新增医疗服务项目“脑机交互康复训练”并纳入医保基金支付范围。2024 年 4 月,《加快北京市脑机接口产业发展行动方案(2024—2030)(征求意见稿)》亦提出“鼓励脑疾病的功能评估、功能康复、功能替代等医疗器械纳入医疗保险和收费目录”。

根据电极置入方式和脑信号来源的不同,脑机接口可分为非侵入式、介入式、半侵入式和侵入式。侵入式脑机接口电极侵入大脑皮质内,采集到单个神经元细胞的电信号 Spikes 和局部多个神经元的电信号LFP,信号的时空分辨率高,结合高通量电极,有望实现意图的精细识别。非侵入式脑机接口从头皮采集EEG信号,频率在 100Hz 以内,空间分辨率厘米级;与侵入式BCI 相比,非侵入式BCI 系统具有更高的安全性和广泛性。

从实现的功能和用途而言,脑机接口又可分类为运动脑机接口和情感脑机接口。目前脑机接口技术的灵敏度尚待提高,但它的理论储备和应用实践积累不仅充足,且正蓬勃发展,脑机接口技术正处于大规模应用的质变前夜。国内外脑机接口应用落地加速,典型案例包括:

侵入式 BCI:Neuralink 公司于 2024 年 1 月完成第一例人体植入。受试者Noland 由于脊髓损伤造成四肢瘫痪已有 8 年,术后实现了意念控制光标,BPS(bits per second 每秒比特数,衡量控制光标的速度和准确性)达8.0。Neuralink 当前工作重点是继续提升光标控制性能至10BPS左右,并扩展功能如文本输入;未来计划将脑机接口功能扩展到物理世界,包括控制机械臂、轮椅等。

介入式 BCI:2024 年 4 月,Synchron 公司宣布计划招募数十名患者进行大规模临床试验,入组渐冻症、多发性硬化症以及中风导致的瘫痪患者。

柔性电极:2022 年 10 月,Axsoft 公司宣布其脑机接口产品已获得FDA突破性设备认定。Axsoft 公司由哈佛大学助理教授刘嘉等人联合创立,目标是以超柔性电子器件为基础,开发至少集成上百万个电极的脑机接口,实现同时并长期稳定检测上百万个神经元活动。

半侵入式 BCI:2024 年 1 月,首都医科大学附属北京天坛医院神经外科贾旺教授团队、首都医科大学宣武医院赵国光教授团队分别联合清华大学洪波教授团队利用微创 BCI 技术首次成功帮助高位截瘫患者实现意念控制光标移动、通过脑电活动驱动气动手套实现自主喝水等脑控功能。

神经调控:2020 年 12 月,瑞金医院脑机接口及神经调控中心成立,同时启动了难治性抑郁症脑机接口神经调控治疗临床研究。截至2023年4月,该研究已入组 23 位患者,术后患者抑郁症状的平均改善超过60%,患者的生活质量也显著提高。

非侵入式运动想象 BCI:以往,无创运动想象BCI 常见的运动想象部位为左手、右手、双脚和舌,基于不同肢体单一动作的指令集数量有限,难以满足实际应用需求;近年来已有很多研究者开始探索单关节多个动作以及单肢体多个关节的精细运动想象范式。2020 年,韩国高丽大学Ji-HoonJeong 团队构建了 11 种上肢运动想象数据库,设计了上下左右前后6个方向的抓取物品和喝水试验任务,成功率分别为60%和43%。2022年,中国科学院自动化研究所团队设计了单肢体多关节5 分类(包括手、手腕、手肘,肩以及静息)的运动想象任务,5 分类任务的识别正确率为46.8%。

国内相关上市公司顺应产业趋势,积极布局无创BCI 康复设备、侵入式BCI、介入式 BCI、脑电大模型等方向,探索脑机接口在卒中康复、神经调控、睡眠健康、专注培优、智能家居互动等领域的落地应用。

参考报告REPORT

脑机接口行业专题研究:脑机接口“奇点”临近,关注康复医疗和抑郁症领域的应用.pdf

脑机接口行业专题研究:脑机接口“奇点”临近,关注康复医疗和抑郁症领域的应用。脑机接口是新质生产力和未来产业发展方向,政策鼓励脑机接口产业发展。北京、上海、天津、湖北等多地陆续出台培育未来产业的政策文件,鼓励脑机接口产业发展。医保亦支持脑机接口医疗应用,2021年山东医保局新增医疗服务项目“脑机交互康复训练”并纳入医保基金支付范围,2024年4月《加快北京市脑机接口产业发展行动方案(2024—2030)(征求意见稿)》提出“鼓励脑疾病的功能评估、功能康复、功能替代等医疗器械纳入医疗保险和收费目录”。脑机接口技术正...

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