脑机接口产业链、技术体系与市场应用分析

脑机接口产业链处于发展初期阶段。

1.产业链分析

脑机接口产业链目前仍在发展初期阶段，脑机接口需要实现脑电信号的预处理、信号通信、部分信号处理环节，其产业链目前可分为上游、中游、下游三个环节，其中产业链上游以脑电采集设备、芯片、相关算法供应商为主，中游以脑电采集平台和脑机接口设备为主，下游为脑机接口技术细分场景应用，包含娱乐、教育、医疗机构和科研机构等。目前脑机接口核心技术壁垒主要包括硬件（电极、芯片）、脑机接口手术、脑电采集处理与分析，集中在产业链中上游。

2.技术体系分析

（1）上游技术体系

聚焦底层核心技术，涵盖脑机接口电极、芯片、手术相关领域。电极层面，非侵入式电极受头皮颅骨干扰，信号采集精度难保障，需突破抗干扰设计与高灵敏度材料技术。侵入式电极面临长期植入的免疫排斥、组织损伤问题，则要解决生物相容性与长期植入稳定性；BCI 芯片研发需满足脑电信号高通量、实时处理需求，芯片设计需协调算力、功耗与成本，专用 BCI 芯片研发涉及复杂电路设计与算法适配，技术门槛高；脑机接口手术对微创精度、术后安全性要求严苛。此外，还包括脑电采集设备、处理算法、操作系统级分析软件及外部嵌套技术，依赖跨学科知识整合与工程创新。

（2）中游技术体系

中游包括脑电采集平台、脑机接口设备，以脑电信号处理为核心，包含采集、处理、分析三大模块。信号采集需提升设备抗干扰能力，确保数据稳定获取；信号处理通过滤波、放大等技术，将原始脑电转化为数字信号；信号分析依赖先进算法，完成特征识别与分类，解码大脑意图，是连接人脑与外部设备的技术枢纽，对算法精度、实时性要求极高。

（3）下游技术体系

侧重应用端外设与软件开发，将脑电信号转化为实际指令。应用端外设需适配多元场景，如医疗康复机械臂、消费级脑控设备；应用端软件则构建交互界面，实现脑电指令与设备功能精准匹配。技术延伸至医疗保健、教育培训、军事国防等领域，需针对不同场景优化适配性，拓展技术应用边界。

3.市场应用

（1）脑机接口应用场景广，医疗场景应用潜力较大

脑机接口技术应用场景广泛，赋能医疗健康、娱乐、智能家居、军事等诸多行业。脑机接口主要功能可以归结为监测、替代、改善恢复、增强、补充。监测（使用脑机接口系统监测部分人体意识状态）；替代（脑机接口系统的输出可以取代由于损伤或疾病而丧失的自然输出）；改善/恢复（主要针对康复领域，改善某种疾病的症状或恢复某种功能）；增强（主要是针对健康人而言，实现机能的提升和扩展）；补充（主要针对控制领域，增加脑控方式，作为传统单一控制方法的补充，实现多模态控制）。脑机接口下游应用场景以医疗方向为主。从下游应用结构来看，2023 年中国脑机接口下游应用解决方案企业中医疗领域占比达到 56%，其他消费类、工业类、教育类等非医疗领域企业占比44%。

当前脑机接口技术在医疗健康领域中的应用主要可分为意识与认知障碍诊疗、精神疾病诊疗、肢体运动障碍诊疗、感觉缺陷诊疗四大类。 神经调控技术多项适应症临床验证有效。脑机接口技术在医疗健康领域的应用，还能实现通过神经调控从而治疗癫痫和神经发育障碍等疾病，目前包括 DBS、SNM、VNS 等在内的不同神经调控技术已经过了临床验证确定了对多项适应症均有效性。其中 DRGS 和 PNS 主要用于治疗疼痛，包含范围较广，且适应症已经获批，目前临床试验主要集中在拓展治疗疼痛的类型。2025 年 3 月《经颅直流电刺激联合认知训练治疗早期阿尔茨海默病专家共识》发布，其中指出 tDCS 联合 CT 认知训练可显著改善早期阿尔茨海默病患者认知功能。

（2）从医疗走向多元应用

2024 年 12 月 11 日，脑姬科技宣布全球首款基于人工智能 AGI 算法的梦境检测与重建脑机接口产品——Dreamgear 绘梦仪，将于 2024 年 12 月 28 日发布。该设备通过 10 个高灵敏度脑机信号通道，精准捕捉脑神经信号，搭载浙江大学联合研发的独家梦境模型 Dreamer，将模糊梦境转化为清晰可永久珍藏的片段。这标志着脑机接口技术在梦境探索领域多元化应用的突破，将进一步拓展其在日常生活中的潜力。脑机接口的早期应用集中于医疗健康领域，最初旨在为运动障碍患者提供新型辅助技术。随着BCI 技术的进步，脑机接口逐渐扩散至心理健康、智能家居、虚拟现实、游戏、军事等领域。目前，BCI 约有43%属于非医疗用途。

（3）非侵入式快速落地，侵入式初见曙光

目前脑机接口商业化应用以非侵入式为主，市场规模将快速增长。据 Precedence Statistics 数据显示，2023 年全球脑机接口市场规模为 23.5 亿美元，预计 2033 年达到 108.9 亿美元，2023-2033 年复合增长率为 16.55%。由于侵入式脑机接口目前仍在临床验证阶段，商业化仍然需要一定时间，目前落地主要为非侵入方式应用。

1）非侵入式主要应用：康复、改善

非侵入式脑机接口一般是在头皮表面或采用非接触的形式采集或干预大脑活动信号。常见的采集信号包括脑电信号、脑磁信号、脑血氧信号等，常见的干预手段包括经颅电刺激、经颅磁刺激甚至是感官刺激等。 医疗康复领域目前是非侵入式脑机接口最广泛的应用场景之一，技术路径和参与厂商众多。修复残障人士生理缺陷：美国 Neurolutions 公司的“IpsiHand 上肢康复系统”于2021 年4 月成为首个FDA 批淮的用于康复的非侵入式脑机接口机器人，该系统由脑电头套、机器人外骨骼和平板电脑组成，能够通过检测大脑未受损部分电信号，控制装在患者手上的外骨酪，从而改善病患的抓握能力。该产品为脑电图（EEG）驱动的上肢动力锻炼器，属于二类医疗器械。

提升注意力、改善睡眠：业界较早开始相关商业化实践的加拿大公司 InterAxon 旗下的Muse 头戴式设备已经经历了十几年的迭代更新，2024 年 11 月，亚马逊在售的 Muse2 产品售价为1677 元人民币，可以感应脑电波、促进提升专注力，让使用者深度放松。其新一代产品 MuseS-VR 面向VR 市场，采用了四通道 EEG 系统，具有 PPG（光电容积图）、ECG（心电图）、EMG（肌电图）、EOG（眼电图）四种生物传感功能。兼容包括 Meta Quest2 在内的 VR 头显，主要计划应用于 VR 医疗、VR 教育、VR 培训等。未来非侵入式的脑机接口设备可能在智能家居和娱乐领域迎来持续快速增长。 类似产品如强脑科技的睡眠仪，价位也在千元，主要采用 CES（Cranial Electrotherapy Stimulation微电流物理疗法）物理助眠，该疗法通过微弱电流刺激大脑，从而调整神经系统功能。由该公司团队与三甲医院合作开展的临床研究中证明，90%的受试者入睡速度明显提升。

睡眠仪商业化空间有望超 150 亿元。2023 年发布的《中国睡眠大数据报告》显示，2023 年中国成年人失眠发生率高达 38.2%，存在睡眠障碍的人数高达 5.1 亿，若按照 1%的市场渗透率，客单价3000 元计算，则睡眠仪潜在的市场空间将达 153 亿元。此外，2020 年，《注意缺陷多动障碍早期识别、规范诊断和治疗的儿科专家共识》中有提及，中国患有注意缺陷多动障碍（ADHD）的儿童大约有2300 万人，未来提升注意力等相关产品的市场空间可观。

2）侵入式应用：进入临床试验阶段

侵入式脑机接口的技术路线较多，目前海外新一代的植入方案以 Neuralink 的柔性电极方案、Synchron的血管内植入方案为主。 Neuralink：芯片创新设计，借助机器人完成植入。Neuralink 于 2016 年由马斯克创立，2024 年1 月完成首例人类大脑设备植入手术，由机器人“R1”操作植入物“N1”植入大脑区域。大脑植入设备后，只需通过意念就能控制手机、电脑，并通过它们控制几乎所有设备。3 月，马斯克对其首位脑机芯片植入受试者的近况进行直播，并表示这位四肢瘫痪的男子已能够通过意念玩游戏。2024 年11 月，Neuralink宣布，已获加拿大卫生部批准启动在该国的首次临床试验，目前已开始公开招募受试者，旨在评估Neuralink 植入物和手术机器人的安全性，并评估该公司脑机接口在“帮助四肢瘫痪患者用意念控制外部设备”方面的初步功能。 Neuralink 的首款脑机接口产品名为“心灵感应”，采用了柔性电极，能降低大脑的排异反应，但是需要植入的电极数量非常多。植入物“N1”只有一枚硬币大小，内部小型电池可以通过一个袖珍的感应式充电器从外部无线充电，并通过 64 根细丝上的 1024 个电极来记录神经活动。植入完成后，“N1”内的芯片将大脑信号无线传输到 Neuralink 的解码运动意图应用程序，应用程序解码大脑信号后，通过蓝牙连接来控制外部设备。

在 2024 年神经外科医生大会上，马斯克表示，如果大量生产，Neuralink 植入物的价格可能与苹果手表或智能手机的价格大致相同，可能在 1000 美元到 2000 美元之间。2024 年 7 月，马斯克概述了Neuralink 的目标，即到 2026 年植入 1000 个大脑芯片。 在柔性电极之前，刚性植入式电极已在科研领域使用多年，并仍然是科研领域使用的主要方式之一。犹他电极是植入式电极的典型代表，采用硅基材料，2004 年被美国 FDA 批准科研目的的临床使用。例如美国植入式电极供应商 Blackrock Neurotech，在植入“犹他电极”采集神经元信号的实验上已经有近20年历史，其设备可以帮助瘫痪人士控制数码设备、假肢和自己的四肢。 Synchron：血管内植入方案。Synchron 成立于 2012 年，总部位于纽约，公司的投资者包括翁杰夫·贝索斯和比尔·盖茨。Synchron 开发了一款名为 Stentrode 的血管内电极阵列产品，以记录大脑和神经的运动，它的手术方式近似于植入心脏支架，通过颈静脉将基于导管、电极固定的Stentrode 植入物部署到大脑运动皮层的过程平均需要 20 分钟。Stentrode 只有血管般粗细，且呈网状，所以即使是通过血管植入，也不会影响血液流通。这种方式不需要开颅手术，但是受限于体积，只采用了16 个电极接收大脑信号，能够解码出的信号有限。该公司的试验招募了六名因瘫痪而失去手臂功能的参与者，并得到了NIH 大脑倡议的支持。所有六名患者都达到了研究的主要终点，显示没有与设备相关的严重不良事件。

Precision Neuroscience：半侵入式植入。人类大脑皮层由六个细胞层组成，Precision 的科学家和工程师所做的工作是在六层细胞表面再人工构建“第七层”皮质接口，以一种“半侵入性”的方式植入大脑中。该公司设计的植入系统在 1 平方厘米的面积上有 1024 个微型电极，这些电极被嵌入到与大脑表面一致的柔性薄膜中，这种薄膜只有人类头发厚度的五分之一，这样的设计可以保证不损伤脑组织的情况下植入和移除。医生在患者颅骨上开一个非常细的缝，小切口亚毫米厚，将植入物滑入狭缝中以放置在大脑表面。 相对以往神经外科手术常用的典型电极阵列，该系统能以高出数百倍分辨率的精度映射大脑大范围区域。除了刺激身体运动或触发简单的功能之外，这种系统能覆盖大脑更多区域以研究更精确或更复杂的动作。这意味着患有渐冻人症（ALS）等严重退行性疾病的患者将重新获得通过移动光标、打字甚至用意念的方式访问社交媒体与外界交流的能力。 国内临床试验持续推进。2024 年 11 月，博睿康与清华大学生物医学工程系洪波教授团队合作研发的脑机接口产品 NEO 在复旦大学附属华山医院完成了全国第三例、上海第一例临床试验植入手术。团队预计2025 年将在全国 10 个中心开展 30-50 例脑机接口临床试验。