2026年脑机接口行业系列研究之二：从修复大脑到增强人类，十五五政策赋能万亿市场崛起

脑机接口：脑信号和外部设备交互，多学科交叉的前沿技术

脑机接口是在大脑与外部设备之间建立直接连接的通路。近年来，随着人工智能、神经生物学、传感器等技术提升，脑 机接口技术快速发展。输出式脑机接口原理主要是脑机接口采集大脑信号，再对其进行预处理、特征提取、分类识别，生成 执行信号从而控制外部设备，最后用户根据设备反馈信息继续操控调整设备。输入式脑机接口原理是由外部设备或绕过外周 神经或肌肉系统直接向大脑输入电、磁、声和光等刺激或神经反馈，以调控中枢神经活动。

脑机接口系统构成： 1）用户：大脑。 2）脑信号采集：为脑机接口系统提供输入信号。采集方式包 括头皮脑电(EEG)、皮层脑电(ECoG)、单个神经元记录(Spikes) 等。 3）脑信号处理与解码：包括脑信号预处理，根据神经信号规 律提取特征，用模式识别技术或机器学习算法训练分类模型。 4）控制接口：把逻辑控制信号转换为语义控制信号，并由语 义控制信号转化为物理控制信号。 5）机器人等外设：与脑机接口通信或可控制的外部设备，如 计算机系统或机器系统。 6）神经反馈：以视觉、听觉或触觉等方式反馈给用户，调整 用户的心理活动，从而调节用户的脑信号，最终提升脑机交互 的性能。

脑机接口系统根据硬件接入方式的不同，分为侵入式、半侵入式、非侵入式和介入式脑机接口。 侵入式脑机接口：通过开颅手术，将收集颅内神经信号的电极穿透脑组织，植入患者大脑皮层，记录神经元的电压电位， 以获得高强度、高质量的信号。但是目前的侵入式脑机接口技术可能引发慢性炎症反应（如胶质瘢痕形成）和免疫排斥，电 极周围后期形成的疤痕会导致信号变差。目前侵入式的临床试验对象主要是运动功能丧失（如脊髓损伤）、语言中枢损伤 （如失语症）、视觉皮层病变（如脑缺氧、中风、脑外伤或肿瘤等导致的视力障碍）患者，以及需要通过深部脑电刺激 （Deep Brain Stimulation，简称DBS）等神经调控方式解决癫痫、帕金森、难治性抑郁等疾病的患者。美国公司Neuralink、 Paradromics、Blackrock Neurotech的试验，以及国内企业阶梯医疗+中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心+复旦大 学附属华山医院合作的试验，北京芯智达与北京脑科学与类脑研究所合作在研的“北脑二号”均属于侵入式脑机接口。

DBS技术原理：深部脑电刺激（DBS）是侵入式技术，通过在脑内特定的神经核团植入电极，释放高频电刺激，对异常的大脑放电进行调 控，从而达到改善或治疗疾病的目的。以帕金森患者为例，颅内电极植入患者的丘脑底核，脉冲发生器通过皮下隧道植入锁骨下胸壁，两者通 过导线相连。脉冲发生器发出电脉冲，刺激人脑内控制运动的神经核团，并抑制异常的脑神经信号，从而控制帕金森病症状，可以帮助患者恢 复自理能力。

DBS获批用于帕金森等运动障碍性疾病，精神类疾病已开展临床试验。国外方面，1997年DBS在美国首次获得FDA批准，用于治疗特发性 震颤和帕金森病相关震颤；2002年FDA进一步批准DBS用于治疗帕金森病；2018年适应症拓展至药物难治性癫痫，另外DBS已经在强迫症、抑 郁症、阿尔茨海默病、神经性厌食症等精神疾病上开展临床试验。国内方面，1998年中国科学技术大学附属第一医院（安徽省立医院）和首都 医科大学附属北京天坛医院相继于9月和11月开展3例和1例DBS手术治疗帕金森病相关震颤；2009年北京天坛医院完成首例国产DBS植入手术， 并联合多家医院开展40例临床试验；2013年国产DBS获批上市；2022年景昱医疗DBS技术获得FDA突破性医疗器械资质，成为首个在神经及 精神疾病领域获得突破性医疗器械资质的企业；截至目前，国内临床应用的DBS产品品牌包括美敦力、北京品驰医疗、苏州景昱医疗、乐普医 疗子公司乐普医电等。

我国DBS手术在帕金森患者中渗透率仅1%，还有提升空间。根据人民政协网，我国现有约362万帕金森患者，且预计在2030年达到500万 人；根据《中华医学杂志》，DBS在我国的适应症主要是帕金森，我国帕金森患者中接受DBS手术治疗的仅占1%左右，和美国的8%、欧洲的 6%相比，渗透率还有提升空间。

半侵入式脑机接口：通过微创颅骨钻孔手术，将电极阵列植入硬脑膜或蛛网膜下腔，不穿透脑组织，虽然半侵入式相比侵 入式获得的信号质量有衰减，但是引起的感染和免疫反应能够减少。目前半侵入式的临床对象和侵入式相似，也是运动、语 言、视觉等功能受损的患者。海外企业Precision Neuroscience、国内清华大学和博睿康的合作设备NEO，北京芯智达与北 京脑科学与类脑研究所合作的产品“北脑一号”，脑虎科技和上海华山医院合作的临床研究均属于半侵入式脑机接口。

市场空间：潜在应用场景丰富，若实现技术突破将达到万亿规模

脑机接口潜在应用领域广泛，医疗保健领域是当前主要应用场景。脑机接口技术在医疗健康、教育教学、游戏娱乐、智能空间、军事、 社会安全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。根据中国信息通信研究院数 据，2023年脑机接口下游应用中医疗占比约56%，消费、工业、教育等非医疗领域占比44%。

脑机接口在肢体运动功能障碍诊疗的应用发展较快，目前临床能够帮助瘫痪患者实现自主抓握。脑机接口在医疗健康领域的应用可以分为四种 场景：1）肢体运动功能障碍重建，可以帮助四肢瘫痪患者自主抓握，或者帮助瘫痪、截瘫患者意念控制电脑光标、控制机械臂等，目前临床进展 相对较快。2）语言障碍功能重建，可以帮助患者借助电脑扬声器说话，以及帮助患者恢复听觉。3）视觉障碍功能重建，目前能够使非人灵长动物 恢复对可见光的感知能力，或者使患者脑海中呈现指定图像。4）意识与认知障碍诊疗，目前老鼠和猴子试验发现可以通过硅芯片的电信号进行记 忆移植，若技术实现较大突破，未来有望帮助局部大脑受损、中风、老年痴呆症患者恢复记忆。

军事应用场景频繁迭代，以美国国防高级研究计划局DARPA为例，其技术已实现脑控无人机与无声神经通信。脑机接口凭 借神经调控、态势感知和远程操控方面的能力，在军事作战领域的应用潜力不断扩展。以美国DARPA为例，该机构成立于1958 年，是美国国防部下属科研机构，专注于研发高风险、高价值的前沿军事技术，是美国脑机接口军事领域研究的主要资助者和关 键推动力量，重点关注重建神经功能和增强人体效能等军事应用。DARPA脑机接口研究可分为三个阶段：

初始阶段（2006年以前）：通过早期项目“增强认知”、人体辅助神经设备”等形成了对人体警觉、疲劳、情绪、感知、决 策等认知能力相关神经状态的基本监测能力。

神经感知技术阶段（2006年-2014年）：发布多个项目并形成技术应用，形成脑机接口的初步战斗力，包括：1）控制假肢 及机械臂，获得远程战场环境感知能力，“革命性假肢”项目耗时十年，且成果仍在不断扩展；2）改变人类记忆、情绪、偏见， 进而操控决策。Science期刊论文指出，“叙事网络”项目通过定制化信息植入，可使目标群体对军事行动支持率提升47%（美 国麻省理工学院实验室2023年测试数据）；3）无声通信，基于1.6亿美元级项目“人类辅助神经设备”的研究基础，“无声谈话” 在2年内（2011年完成）顺利以小成本存档完成；4）“情报分析师”和“认知技术威胁预警”项目可实现大规模威胁目标自动 扫描监测。

战场应用探索阶段（2014年至今）：主要聚焦于双向脑控武器装备、增强人体效能、预防及修复脑神经三个目标。1）脑控 武器装备，“下一代非侵入式神经技术N3”项目旨在开发能够同时写入和读取脑电信号的可穿戴式脑机接口设备，实现超级认 知及与人工智能、半自主/自主武器装备和无人机的完全交互应用，目前初步实现利用脑电波接受和发送信息、与武器装备进行 交互；2）增强人体效能，近两年DARPA发布多项通过非侵入式技术提高作战人员的警觉意识、情绪稳定、认知能力的项目，例 如“警觉战士启动计划”和“STRENGTHEN计划”；3）预防及修复脑神经，“基石项目”、“神经工程系统设计”、“恢复活 动记忆计划”、“恢复活动记忆计划回放”项目从神经科学角度研究深脑结构功能，并为创伤性脑损伤提供了前期预防、后期调 控的综合对策。

政策催化：技术革新和十五五强力催化，行业发展进入快车道

近年来国内外研究进展加速。1973年，美国计算机科学家Jacques J.Vidal首次提出脑机接口概念，标志着脑机接口进入 科学论证时期。当前，脑机接口研究已引发全球广泛关注：

2024年1月，第一位人类患者接受了脑机接口公司Neuralink的植入物；宣武医院联合清华大学团队宣布，全球首例植入 式硬膜外电极脑机接口辅助治疗颈髓损伤引起的四肢截瘫患者行为能力取得突破性进展；2月，清华大学联合天坛医院团队， 利用无线微创脑机接口技术，成功帮助高位截瘫患者实现用脑电活动控制电脑光标移动；8月，马斯克透露Neuralink已成功 为第二名人类患者植入脑机接口设备，植入的设备运转良好；12月，上海脑虎科技、华山医院、天桥脑科学研究所项目基于 全自主研发的256导高通量植入式柔性脑机接口，先后开展高精度实时运动解码和语言解码临床试验研究，成功实现了“脑 控”智能设备和“意念对话”。

2025年3月，阶梯医疗与复旦大学附属华山医院合作完成国内首例无线侵入式脑机接口系统人体长期埋植前瞻性（FIM） 临床试验，帮助失去四肢的患者实现意念控制电脑光标、玩赛车和下棋等电脑游戏；5月，美国Synchron公司宣布将与苹果 的BCI HID协议集成，未来植入Synchron脑机接口的用户可以意念控制iPhone、iPad和AppleVision Pro；6月，南开大学 段峰团队和福建三博脑科医院等合作完成国内首例介入式脑机接口临床试验，帮助左侧肢体瘫痪半年的患者实现自由抓握、 取药等日常动作；截至12月13日，Neuralink的侵入式脑机累计植入19名受试者，预计25年底设备植入言语皮层，26年启动 视觉功能重建，27年同时实现运动、语言、视觉皮层的信号读取。

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