7月19日，特斯拉CEO埃隆·马斯克在社交媒体上提到，他已经将自己的大脑上传到云端，并已经与自己的虚拟版本交谈过。消息一出，迅速登上微博热搜，人脑工程概念股走强。
脑机接口（Brain Computer Interface）指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，实现脑与设备的信息交换。
自七十年代脑机接口概念被提出，至今在全球已经进行过多次试验。从动物到人体、从单边到双边，2022年3月约翰·霍普金斯大学对瘫痪患者双边植入脑机接口，实现控制两只机械臂使用餐刀餐叉实现自主进食，BCI技术迎来爆发阶段。
BCI系统由四个核心部分组成：信号采集、信号处理、信号执行、神经反馈（如图）。根据系统的信息流走向，BCI被分为输出式、输入式及双向闭环式系统。输出式BCI通过读取大脑信号，向外部设备输出通信或控制指令。输入式BCI由外部设备向大脑输入电、磁、光等刺激，从而调控大脑中枢神经活动。双向闭环式BCI融合了以上两类，同时具备读取和刺激功能，实现脑-机信号交互的闭环。
01 侵入式脑机接口 想象空间巨大，临床试验受限 按接入方式不同，BCI可分为侵入式与非侵入式。国内企业普遍主攻非侵入式技术，而国外则是侵入式为主。 侵入式需要通过开颅手术或者钻透颅骨将脑电传感器植入脑内，脑电信号更加保真，应用范围也更加广泛，创伤较大。代表企业有马斯克的Neuralink以及国内的脑虎科技。 Neuralink由埃隆·马斯克投资1亿多美元组建，2020年发布新一代的脑机接口设备：利用一台神经手术机器人向人脑中植入数十根直径只有4-6微米的“线”以及专有技术芯片和信息条，然后可以直接通过USB－C接口读取大脑信号。 图源：Neuralink 在技术路径上，国内的脑虎科技选择了与Neuralink相似的高通量柔性微电极阵列的方式。通过将可控降解的生物材料蚕丝蛋白包裹在电极外作为植入载具，植入大脑皮层后自行降解，避免了载具需撤出的缺陷。目前，该技术已通过临床试验伦理审查，成为国内首家开展侵入式柔性脑机接口临床试验的公司。 02 非侵入式脑机接口 已有商业化应用 与侵入式脑机接口直接采集神经元的冲动不同，非侵入的脑机接口采集到的信息是头皮脑电，识别准确率和实时性受限，从技术路径来看，主要以脑电图（EEG，采集头皮电信号） 为主。还包括功能近红外光谱 （fMIRS）、功能核磁共振成像 （fMRI）、脑磁(MEG)。应用场景包括消费端及医疗端，在医疗端方面，国内代表企业主要有强脑科技、博睿康、臻泰智能、脑陆科技等。 强脑科技创立于 2015 年，是哈佛大学创新实验室孵化的第一支华人团队。创始人韩璧丞是哈佛大学脑科学中心博士，目前获得了中国电子、招商局资本、光大控股、腾讯联合创始人、华登国际、鼎晖投资等机构的投资。 该公司已有两款商用的产品。其中一款可以利用脑电波神经反馈训练来提升认知能力，追踪专注力数据、并对其进行量化和提升。另外一款BrainRobotics为智能仿生手，是一款将脑机接口技术与人工智能算法结合的高科技康复辅具。 博睿康成立至今已完成4次融资，据医械数据云数据显示，博睿康目前已有3款脑电信号采集、监测、辅助诊断产品获批，主要针对癫痫、中风、老年痴呆、抑郁等神经、精神类疾病进行诊断治疗。 03 医疗健康成重点应用领域 无论是侵入式还是非侵入式，医疗健康为其最主要、最广泛的应用领域，主要的应用场景为神经、神经类疾病的改善与治疗，如癫痫、帕金森、精神分裂、抑郁症、焦虑症、药物成瘾等。 全球大部分国家已经步入老龄化社会，中枢神经系统疾病的发病率提升，与此同时，治疗药物稀缺，研发难度高，美国全球生物科技创新组织的研究表明，中枢神经系统药物从临床 I 期到上市的成功率仅为 8.4%，因此中枢神经系统的临床未满足需求仍然十分巨大，BCI技术在医疗器械上的应用前景值得期待。 其中脑起搏器技术（DBS）运用电刺激的方式干预大脑的功能，已经被广泛应用于帕金森等脑疾病的临床治疗，是脑机接口在 医疗领域的有效尝试。 DBS还有望应用到更多疾病上，包括慢性疼痛、强迫症（OCD）和抑郁症等。目前，瑞金医院正在将尝试将该类技术结合脑机接口应用在抑郁症治疗上，该临床项目目前已在7位抑郁症患者上取得了良好效果。 目前国内的DBS市场主要由美敦力、波士顿科学、雅培三家外资品牌把控，国内也有众多企业布局在DBS设备领域，具有代表性的有乐普医学、神奕医疗、学国生物、迈普再生医学、迈普再生医学、轩承科贸、品驰医疗、景昱医疗、常州瑞神安等企业。 此外在康复领域，BCI也具有十分广阔的应用前景，具体而言，脑机接口技术在康复领域的应用方式主要有两种：一种是辅助性脑机接口，通过脑机接口设备获取患者的运动意图，实现对假肢或外骨骼等外部设备的控制；另一种是康复性脑机接口，经过脑机接口设备直接作用于大脑进行重复性反馈剌激，从而增强神经元突触之间的联系，实现修复。代表性公司是臻泰智能，其发布的“BCI+VR+机器人”脑机智能康复整体解决方案，首先通过计算机视觉图像来刺激运动神经，让非侵入式脑机捕捉患者的运动意念，然后驱动康复机器人带动患者的肢体运动。 作为下一代人机交互技术，脑机接口近年来也收到政策重点关注，十四五规划100个重大项目清单中“脑科学与类脑研究”位列其中，《“十四五”医疗装备产业发展规划》明确提出加快研发基于机器人、智能视觉与语音交互、脑机接口、人机交互与智能控制技术的新型护理康复装备。 虽然研发难度极高，收获期甚长，但脑机接口在医疗领域的探索与应用，仍然十分值得期待。
