所谓脑机接口,是指在人或动物的大脑与外部设备之间搭建直接的连接通路,进而实现大脑与设备之间的双向信息交互与传递。作为科学研究领域中尚未完全破解的最大奥秘之一,人类大脑的功能探索一直备受关注,而脑机接口的出现,恰好成为人脑与外界沟通的“通信桥梁”,借助这一技术,人类可通过“意念”直接与外界完成交流互动。
“十五五”规划建议已明确将脑机接口纳入六大未来产业范畴,这一顶层设计布局,将有效推动脑机接口技术打破实验室研发的局限,加速向产业化、市场化阶段迈进,开启产业发展的全新阶段。
此外,“十五五”规划纲要在未来产业前瞻布局篇章中进一步明确提出:聚焦引领未来发展的重点领域,构建未来产业全链条培育体系,着力推动量子科技、生物制造、氢能和核聚变能、脑机接口、具身智能、第六代移动通信等新兴领域,培育成为新的经济增长点,为国家经济高质量发展注入新动能。
脑机接口重要概念
当前,脑机接口领域的创新成果不断涌现,产业规模持续扩张,正处于孕育颠覆性突破的关键阶段,已然成为科技创新与产业创新深度融合的核心领域之一。
人脑内含有约860亿个神经元,这些神经元借助电化学信号完成信息传递,进而构成复杂的神经网络。脑机接口系统的核心原理是:通过多种方式采集神经信号,经算法处理后,建立神经活动与行为意图之间的对应关系,对信号进行解码并转化为可驱动外部设备、调控大脑功能的指令,最终实现大脑与机器的交互。
作为生命科学与信息科学融合发展的前沿技术,脑机接口的核心价值在于在大脑与机器之间搭建高效的信息通道,实现生物智能与机器智能的协同联动。
根据信号采集接口与脑组织的接触程度,脑机接口主要分为三类,各类接口的特点如下:
侵入式脑机接口:通过手术将微电极植入大脑皮层或深部脑区,能够记录高时空分辨率的神经活动。该类接口需在使用者体内植入电极、芯片等器件,可精准获取脑电信号,但存在手术创伤、感染等风险,因此主要应用于严重失能人群。
半侵入式脑机接口:将电极放置在硬脑膜下或硬脑膜上以采集神经信号,相比侵入式接口风险更低,但仍需通过手术完成电极放置。
非侵入式脑机接口:通过头皮或体表采集神经相关信号,具备无创、安全、易于推广的显著优势,是目前应用范围较广的类型。
神经血管耦合(Neurovascular Coupling, NVC)是脑机接口功能成像的核心基础,其本质是大脑神经活动对局部血流、血氧的动态调节机制。当神经元处于活跃状态时,其代谢需求会随之增加,邻近血管会通过扩张和血氧调节快速响应,为神经活动提供充足能量。这一机制不仅是维持大脑正常运转的关键,也是非侵入式脑机接口获取大脑信息的核心依据。
结合广东省相关定价标准,脑机接口相关医疗服务的收费说明如下:
侵入式脑机接口置入费:指通过手术将脑机接口系统植入大脑皮层或特定神经区域,实现神经信号实时采集及脑机信息交互的服务。广东省设定的最高限价为每次6600元,该价格涵盖手术计划制定、术区准备、消毒铺巾、定位、穿刺或切开、脑电极置入、参数调整、信号调试与验证、固定、缝合,以及脑电、神经电、肌电等相关适配数据上传等全流程的人力资源和基本物质资源消耗。
侵入式脑机接口取出费:指通过手术将已植入大脑皮层或特定神经区域的脑机接口系统取出的服务。广东省最高限价为每次3200元,价格包含手术计划、术区准备、消毒铺巾、定位、穿刺或切开、脑电极取出、信号接口断连、创面修复、固定缝合等步骤所需的人力及基础物资消耗。
非侵入式脑机接口适配费:指通过外部放置电极采集脑电信号,完成脑机接口系统调试与功能监测的服务。广东省设定的最高限价为每次966元。
脑机接口发展历程
随着神经科学的深入探索、人工智能的快速迭代及微电子技术的突破,脑机接口(BCI)技术逐步成形。近年来,我国与国外同步发展,其技术为神经系统疾病评估与干预提供了新路径。BCI的发展是从科幻、基础研究到临床验证、产业化的过程,核心主线是“读脑”(解读神经信号)与“写脑”(向大脑输入信息)能力的持续提升。
在概念萌芽与学术提出阶段(1920s – 1970s),1924年德国汉斯·贝格尔首次记录人类脑电波(EEG),为“读脑”奠定基石;1973年美国雅克·维达尔教授在论文中首次明确“脑机接口”术语与科学设想,标志着BCI从科幻进入学术研究领域。
技术验证与原理突破阶段(1980s – 2000s),1969年埃伯哈德·费兹完成最早BCI概念验证实验,让猴子通过神经元控制仪表盘;1990年代,多通道电极与计算机技术进步推动研究升级,1998年实现猴子用脑电波控制机械臂、为“锁闭综合征”患者植入系统控制光标,1999年首届国际BCI会议确立科学定义与评价标准,2000年左右公认的BCI概念正式提出。
人工智能驱动与临床探索阶段(2010s – 2020s初),AI技术大幅提升信号解码能力。2014年巴西世界杯上,截瘫青年用BCI操控外骨骼开球展现技术潜力,同年我国浙大团队完成国内首例半侵入式BCI临床转化;2019年浙大完成全国首例侵入式BCI临床研究,美国Neuralink发布高带宽系统,侵入式与非侵入式路径并行发展。
加速发展与产业化元年(2023 – 2025),2023年实现神经信号转正常语速语句、完成全球首例非人灵长类介入式BCI试验;2024年美国完成首例人类植入,我国研发出65000通道BCI芯片;2025年成为“中国脑机接口发展元年”,开展首例侵入式临床试验,七部门印发政策推动产业发展,技术在医疗康复、疲劳监测等场景落地。
2026年及以后,“十五五”规划与《政府工作报告》明确培育BCI产业,我国首款侵入式BCI医疗器械获批上市。未来,BCI将重点提升通信速率、实现“脑到机”与“机到脑”双向交互、建立数据安全与伦理规范,率先在医疗康复领域规模化突破,逐步拓展至更广人机交互场景。
脑机接口政策牵引
2025年工信部等七部门发布《关于推动脑机接口产业创新发展的实施意见》(工信部联科〔2025〕164号),提出以提升脑机接口产业创新能力为主攻方向,以生命科学与信息科学协同发展为驱动,以开拓应用场景为牵引,以打造高性能整机产品为抓手,加强前瞻谋划和政策引导,加快培育形成未来产业新赛道。并制定两阶段目标:
到2027年,脑机接口关键技术取得突破,初步建立先进的技术体系、产业体系和标准体系。电极、芯片和整机产品性能达到国际先进水平,脑机接口产品在工业制造、医疗健康、生活消费等加快应用。产业规模不断壮大,打造2至3个产业发展集聚区,开拓一批新场景、新模式、新业态。
到2030年,脑机接口产业创新能力显著提升,形成安全可靠的产业体系,培育2至3家有全球影响力的领军企业和一批专精特新中小企业,构建具有国际竞争力的产业生态,综合实力迈入世界前列。
同时,此实施意见,围绕加强基础软硬件攻关、打造高性能产品、推动技术成果应用、壮大创新主体、提升产业支撑能力等多个方面提出了具体的实施策略。
未来推进脑机接口产业发展的核心策略是一个多维度、系统性的工程,旨在实现技术突破、产业壮大和生态构建。该文件作为国家层面首次系统性规划脑机接口产业发展的顶层设计,明确了从当前到2030年的“两步走”目标,并部署了五大重点任务及三项重点工程。
另外,2025年3月,国家医保局为脑机接口医疗服务价格单独立项。
脑机接口临床案例
过去几年,脑机接口技术在多个应用领域取得实质性突破,尤其在运动功能恢复、语言交流重建、闭环神经调控等核心方向,不断涌现高水平研究成果,部分案例已从实验演示逐步推进至有限场景的真实应用阶段,开启了脑机交互的全新发展篇章。
(一)已落地的临床应用案例
近年来,我国在脑机接口临床应用领域多点开花,多项突破跻身全球前列,同时配套医疗服务体系逐步完善。
2025年3月,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心联合复旦大学附属华山医院,成功开展我国首例侵入式脑机接口前瞻性临床试验,这一成果标志着我国成为全球第二个将侵入式脑机接口技术推进至临床试验阶段的国家,实现了该领域的跨越式发展。
2025年9月,南方医科大学珠江医院郭燕舞团队完成华南地区首例植入式脑机接口癫痫治疗手术,通过在癫痫患者脑中植入设备开展神经调控,为癫痫治疗提供了全新的技术路径。同年12月,我国自主研发的半侵入式智能脑机系统“北脑一号”,其首例植入患者在北京小汤山医院康复出院,该系统搭载128通道柔性高密度电极,可精准捕捉大脑运动意图并转化为行为指令,彰显了我国在核心技术上的自主创新能力。
在门诊布局方面,首都医科大学附属北京天坛医院开设全国首个脑机接口咨询评估门诊,北京协和医院则已成功运行脑机接口门诊,采用非侵入式脑机接口设备(含脑电帽、机械臂等),主要服务于脑出血、脊髓损伤导致的肢体运动障碍、意识障碍患者,同时探索癫痫、帕金森病等运动障碍疾病的治疗方案。目前,侵入式脑机接口仍处于临床研究阶段,全国已有超过20家医院开设相关门诊,部分地区已明确收费标准,例如广东省规定,侵入式脑机接口置入费最高限价6600元/次,取出费3200元/次。
(二)研发领域的全新动向
在临床应用推进的同时,脑机接口研发领域也呈现多维度突破,涵盖核心硬件、系统性能、应用场景等多个方面,持续推动技术迭代升级。
新型研发成果落地
2025年,中国科学院深圳先进技术研究院团队研发出一款重量仅1.7克的头戴式成像显微镜,可实现自由活动小鼠神经元活动与血氧代谢的同步高时空分辨成像,为大脑神经血管耦合机制探索及脑机接口技术创新提供了新思路。
国际层面,马斯克的Neuralink公司在2025年6月公布重大进展,其脑机接口受试者已增至7人,未来有望实现意念控制人形机器人。目前该公司研发的三款产品各有专攻:“心灵感应”(Telepathy)针对脊髓损伤、中风等运动障碍患者,借助高通道设备帮助患者用意念操控电脑、机械臂,重获生活主动权;“盲视”(Blindsight)聚焦视障人群,通过高通道技术向视觉皮层传输信息,助力恢复视觉感知;“深入”(Deep)神经调节产品则面向神经调节障碍、精神疾病及神经痛患者,通过深入大脑各区域的电极调节神经元,提升治疗效果与生活质量。
核心硬件持续革新
植入式脑机接口的核心——电极技术正从“静态”向“动态”跨越。2025年9月,中国科学院深圳先进技术研究院联合团队在《自然》期刊发表成果,研发出如发丝般纤细、可在外磁场操控下于脑内“游走”的“神经蠕虫”动态纤维电极,实现了对神经信号的长期、动态、多点监测,为脑机接口提供了全新工具范式。与此同时,国内团队研发的超柔性电极,截面积仅为Neuralink同类产品的五分之一,在保证高密度信号采集能力的同时,大幅降低了植入创伤,提升了临床应用的安全性。
系统性能与稳定性优化
为推动脑机接口走向实用化,研发重点集中于提升系统整体性能与跨天稳定性。通过高效的神经信号压缩技术和混合解码模型,脑控性能整体提升15%至20%;系统端到端延迟(从信号采集到设备响应)已压缩至100毫秒以内,低于人体自身生理延迟,让意念控制更实时、自然。此外,神经流形对齐和在线重校准技术的应用,有效克服了环境干扰及患者生理、心理波动导致的信号不稳定问题,用户可在日常使用中实时微调解码参数,无需中断操作进行专项校准。
临床应用向深度与广度拓展
在运动功能重建领域,进展已从二维屏幕控制迈向三维物理世界交互。2025年12月,我国第二例侵入式脑机接口临床试验完成,一位高位截瘫患者通过意念成功稳定操控智能轮椅和机器狗,实现了真实环境中的移动与物品取用。在感觉与语言功能重建方面,2025年有研究通过非侵入式脑磁图技术实现中文语音解码,准确率达46.21%,为失语症患者提供了新的沟通可能;Neuralink也计划在2025年底前开展首次人体“盲视”视觉恢复设备植入,并启动帮助失语患者将脑中语言转化为文字的新试验。
极端环境应用探索
脑机接口的测试场景已延伸至太空领域。2025年12月,国产植入式脑机接口微系统搭载空间试验器完成在轨测试,重点研究哺乳动物大脑在空间失重环境下的神经可塑性,为未来深空探测的生命保障研究积累宝贵经验。
产业化与商业化提速
研发成果正加速向产品转化,产业化进程全面推进。马斯克宣布,Neuralink将于2026年启动脑机接口设备大规模量产;国内方面,已有企业的全植入式脑机接口产品于2025年11月进入创新医疗器械特别审查程序,预计2028年获批上市。政策层面,“十五五”规划建议已明确将脑机接口列为未来产业,工信部等七部门也发布实施意见,明确目标到2027年形成初步产业体系,为行业发展提供有力支撑。
脑机接口面临挑战
脑机接口技术正逐步从实验室走向临床应用,但要实现大规模普及,仍需跨越多重阻碍。其发展逻辑清晰且迫切,需依次突破技术、安全、伦理、政策与产业生态五大核心关口,每一道关口都承载着技术落地的关键考验。
首要障碍聚焦于核心技术瓶颈,这是制约其发展的根本。当前,侵入式设备难以兼顾生物相容性、长期稳定性与信号质量三大核心需求;神经信号解码面临“维度灾难”,不仅算法泛化能力薄弱,还需使用者长期专注训练,认知负荷较重;同时,植入式设备的系统功耗与散热管理,仍是难以平衡的重大技术难题,直接影响设备的实用性与安全性。
技术瓶颈的存在,直接衍生出系统性的安全风险。一方面,植入物可能引发长期生物相容性问题,威胁使用者身体健康;另一方面,神经数据作为极度敏感的信息,存在被恶意获取、篡改的信息安全隐患;此外,硬件、软件、算法任一环节出现故障,都可能给使用者带来严重后果,而技术对使用者自我认知、社会关系的潜在影响,目前也缺乏系统的评估体系。
在安全底线之上,脑机接口技术还面临更为复杂的伦理困境,亟待明确的规范指引。临床试验中如何平衡风险与收益、特殊患者群体的知情同意如何保障、脑电数据这一敏感隐私的采集与使用边界如何界定,都是亟待解决的问题;更值得关注的是,技术若从“治疗”属性滑向“增强”属性,可能引发一系列公平性质疑,打破现有社会公平秩序。
伦理挑战的破解,离不开与之匹配的政策与监管框架。目前,行业内缺乏统一的术语、数据格式、算法验证等标准,导致行业发展缺乏规范;现有监管体系难以完全覆盖脑机接口“医疗器械”与“信息系统”的双重属性,且面对快速迭代的技术,监管能力建设相对滞后;同时,神经数据的所有权、技术应用的责任界定等核心问题,也尚未形成明确共识。
最终,所有层面的进步都离不开健康的产业生态作为支撑。当前,产业发展最突出的问题是跨学科复合型人才缺口巨大,难以满足技术研发与落地的需求;其次,产学研医协同机制不畅,从技术概念验证到产品上市的转化链条存在脱节;此外,脑机接口技术投资回收周期长,需要“耐心资本”的长期加持,才能支撑技术持续迭代与产业稳步发展。
脑机接口发展策略
2025年工信部等七部门发布《关于推动脑机接口产业创新发展的实施意见》(工信部联科〔2025〕164号),围绕加强基础软硬件攻关、打造高性能产品、推动技术成果应用、壮大创新主体、提升产业支撑能力等方面提出具体要求,结合该意见,未来我国脑机接口产业发展策略主要围绕以下五大方向推进。
1. 实施全链条技术攻关,夯实产业创新根基
核心是瞄准基础软硬件“根技术”突破,解决“信号采集—处理—应用”全链条瓶颈。硬件端聚焦“强基”,重点攻关脑信号传感元件与关键芯片:电极领域研发多类型植入式电极、探索新型形态,提升非植入式电极性能;芯片领域发展高通道采集芯片,研发超低功耗处理与通信芯片,实现功能一体化集成。软件端侧重“赋能”,夯实软件工具底座,用人工智能完善脑信号编解码软件,开发专用控制交互软件,构建兼容多模态数据的平台,优化用户体验。
2. 推动产品体系迭代,培育高性能整机与场景化方案
以“软硬兼施”推动产品从“能用”向“好用”“耐用”跨越。一方面打造高性能整机产品,加快植入式设备研发,推动非植入设备轻量化、场景化,创新多元形态并融合消费电子。另一方面构建精品化产品矩阵,围绕六大方向打造整机精品,重点涵盖脑控交互、神经调控、感知重建等核心品类。
3. 加速技术成果转化,拓展多元化应用场景
以应用为牵引,打通实验室到产业化“最后一公里”。通过“揭榜挂帅”、赛展会、中试平台等机制,加速成果落地。实施“分领域、分阶段”拓展,优先布局三大核心场景:工业制造(高危场景先试先用)、医疗健康(刚需领域突破)、生活消费(多场景探索应用)。
4. 构建协同创新生态,壮大优质市场主体
培育多层次企业梯队,壮大领军企业,培育专精特新、高新技术企业,推动大中小企业融通创新。完善创新载体与产业集群,支持国家级创新平台建设,打造2-3个产业集聚区(如上海“脑智天地”),推动脑机接口与人工智能、机器人跨领域合作,形成“研发—制造—应用”一体化生态。
5. 强化产业发展支撑,保障安全与可持续发展
构建制度、安全与人才三大保障体系。建立脑机接口技术标准体系,参与国际标准制定,健全科技伦理与数据治理体系,防范“脑隐私”泄露。加强交叉学科建设,布局特色学院,通过产学研医合作,培养复合型工程人才与产业应用型技能人才。
总体而言,未来发展策略是一个以技术创新为驱动、场景应用为牵引,以产品迭代、生态集聚、安全规范为支撑的全面协同体系。在中央科技委统筹下,深化央地协作、强化政策支持,实现2027年关键技术突破、2030年产业综合实力跻身世界前列的目标,培育全球领军企业,让脑机接口成为未来产业新引擎。
脑机接口发展趋势
从应用顺序来看,脑机接口的落地必然优先服务于最迫切需要它的群体——医疗健康领域的相关患者。随着脑机接口持续为更多疾病谱系提供赋能与解决方案,其应用范围才会逐步溢出至消费级领域。据行业预判,脑机接口真正走向普及化,成为大众可接触的“生活增强品”,大约还需要5到10年的时间。
1、技术演进:从单一到融合,从有创到无创/无感
当前,脑机接口的技术路线正从早期以单一脑信号为核心,逐步向适配真实场景的多模态融合采集方向演进。同时需要明确的是,尽管侵入式技术在医疗领域实现了深度突破,但其侵入性限制了大规模应用,而非侵入式技术被业界普遍认为是实现大规模落地的必然方向。此外,更前沿的“片上脑机接口”(离体交互)等概念,正探索着从“无创”向“无感”的迭代升级,进一步降低用户使用门槛。
2、产业进程:政策与生态驱动,进入关键窗口期
2025年被业界公认为中国脑机接口产业的“元年”,在《关于推动脑机接口产业创新发展的实施意见》等顶层设计文件的推动下,国内已形成“政策—科研—产业—资本”协同联动的良好发展格局。目前,产业正从技术原型验证阶段向完善的生态体系构建阶段转变,预计在“十五五”期间(2026-2030年),将释放出更大的产业价值与发展潜力。
3、应用拓展:医疗级突破与消费级起步并行
当前脑机接口的应用呈现出“医疗级突破、消费级起步”的鲜明态势。其中,严肃医疗领域(如运动功能重建、神经康复等)仍是其落地应用的核心场景,为患者带来切实的健康改善;与此同时,消费级应用(如疲劳监测、情绪识别、脑控外设等)已开始进入试点阶段,逐步探索贴近大众生活的应用场景。此外,工业和特殊领域(如工业安全监测、航天领域)也成为脑机接口应用的重要探索方向,拓展了其产业边界。
4、前沿融合:与AI、具身智能协同,迈向“脑机智能共同体”
脑机接口的未来发展趋势,早已超越了单一的功能修复范畴,其核心方向是实现人脑与机器的持续交互、共同适应、协同学习,最终形成“脑机智能共同体”。这一发展方向与“具身智能”(拥有物理载体的智能体)的演进深度融合,共同探索生物智能与机器智能融合的全新形态,为未来智能技术发展提供新路径。
5、发展基石:标准化、伦理与长期稳定性是关键
尽管脑机接口发展势头良好,但要实现大规模商用,仍需攻克三大核心难题——长期稳定性、标准规范、伦理监管。其中,建立统一的技术标准体系、明确神经伦理边界、保障神经数据主权与系统安全,是推动脑机接口产业健康、可持续发展的必要前提,也是其走向规模化应用的重要保障。
(来源:网络信息整理)

