曾经被视为科幻场景的脑机接口，如今已成为科技领域投资者、研究人员和创业者最热门的话题之一。
这一兴趣背后最引人注目的进展之一，是生物技术材料科学之间界限的逐渐模糊。研究人员通过利用人类脑细胞制造“导体”即导电生物材料，为生物医学和电子领域开启了新纪元的大门。
新型导电材料的潜在应用领域包括脑机接口、神经形态芯片（即模拟人脑的电子硬件）、可穿戴生物集成设备和医疗植入技术。由于具有高度的兼容性和灵活性，生物导电材料正在医疗保健领域掀起革命。
早期研究始于18世纪末
旨在理解人体神经系统与电导性之间关系的最初科学步骤可追溯至18世纪。在1790年代，路易吉·伽伐尼（Luigi Galvani）著名的实验中观察到青蛙腿部肌肉因电流而收缩，从而首次揭示了神经系统具有电学性质的线索。
20世纪中叶，贝尔实验室的研究揭示了有机化合物也能导电，从而在生物材料与材料科学之间架起了一座桥梁；该领域最重大的突破之一是1977年由艾伦·黑格、艾伦·麦克迪尔米德和白川英树共同开发的导电聚合物，这三位科学家因聚乙炔等材料因其电学特性而荣获2000年诺贝尔化学奖。进入2000年代初，神经组织工程正站在新时代的门槛上。
使用聚吡咯（PPy）和PEDOT等导电聚合物进行的初步实验表明，这些材料能够在实验室环境中促进神经细胞的生长并成功传导电信号。这些材料很快不仅引起了学术界的关注，也吸引了医疗设备公司的兴趣。
2005年，麻省理工学院（MIT）的罗伯特·兰格（Robert Langer）及其同事证实，这些导电聚合物与活体组织具有高度的生物相容性。随后在2009年，静电纺丝纳米纤维技术的出现为这些聚合物在更复杂结构中的应用铺平了道路。结果是：神经组织的修复不再仅仅是一种希望，而成为一种可设计的成熟技术。
然而，真正的飞跃发生在2020年的斯坦福大学。研究表明，经过基因修饰的神经元能够自行合成导电聚合物。换句话说，细胞本身转变为导电生物材料工厂已成为可能。这些进展也引起了投资者的密切关注。
2021年至2024年间，美国国立卫生研究院（NIH）和DARPA为麻省理工学院波利娜·阿尼基耶娃（Polina Anikeeva）教授领导的项目提供了总计1500万美元的资金支持。这些投资专注于开发能够加速神经细胞中电信号传导的蛋白质细丝。在欧洲，博洛尼亚大学与马克斯·普朗克研究所合作开展生物杂化导电聚合物项目，致力于设计具有90%生物相容性、柔韧且可重构的电子材料。
该领域最受关注的部分是侵入式脑芯片接口（BCI）初创企业。这些公司开发直接植入大脑组织的神经外科植入物。其目标是直接读取或发送大脑信号。
BCI开发：Neuralink
埃隆·马斯克创立的美国公司Neuralink便是其中之一；这是一家成立于2016年的神经技术公司，其核心目标是开发能够在大脑与计算机之间建立直接连接的大脑-计算机接口（BCI）。
借助这项技术，特别是旨在让瘫痪患者仅凭思维就能控制计算机、移动设备和数字系统。Neuralink开发的系统由一枚硬币大小的植入物组成，它通过微型电极收集大脑信号，并无线传输到外部设备。预计该公司利用该技术将在神经系统疾病治疗方面取得突破，并为失去视力和运动能力的人提供新的可能性。
2023年，Neuralink获得了美国食品药品监督管理局（FDA）的人体实验批准，首位受试者是一名瘫痪患者，借助植入物仅凭思维即可使用电脑；该公司于去年五月以90亿美元的估值完成了6亿美元的融资 并获得了投资。
马斯克的竞争对手：Precision Neuroscience
定位为马斯克公司的竞争对手的Precision Neuroscience，无需开颅即可将电极条放置在脑膜下方。该公司于2021年由Benjamin Rapoport、Michael Mager、Demetrios Papageorgiou和Mark Hettick创立。这家总部位于美国的公司于2024年5月在向人脑植入最多电极方面取得了重大成功。纽约西奈山医院的一个医疗团队将Precision的设备植入了一名脑部患有肿瘤的患者的大脑中。这是Precision将其设备植入人脑的第14次手术。 Precision Neuroscience，无需开颅即可将电极条放置在脑膜下方。2021年 Benjamin Rapoport， Michael Mager， Demetrios Papageorgiou 和 Mark Hettick 共同创立。这家总部位于美国的公司于2024年5月在向人脑植入最多电极方面取得了重大成功。纽约西奈山医院的一个医疗团队将Precision的设备植入了一名脑部患有肿瘤的患者的大脑中。这是Precision将其设备植入人脑的第14次手术。
Precision的设备由不损伤大脑即可放置在其表面的微电极组成；这些电极能以高分辨率记录大脑活动，并帮助将思想转化为行动；Precision的设备由一层不侵入大脑的黄色薄膜构成；该薄膜通过颅骨上切开的小缝隙植入大脑；负责收集电极数据的处理单元位于颅骨和头皮之间，必要时可轻松取出；我们曾在2023年1月向大家通报过该公司获得4100万美元的投资 的情况。
重度瘫痪患者的希望之光
另一家公司是总部位于美国的Synchron。该创业公司于2016年由Thomas Oxley和Nicholas Opie创立。其致力于帮助重度瘫痪患者在不使用手的情况下控制设备。他们开发的技术被描述为瘫痪人士发送电子邮件、发送消息和执行其他数字任务的一项突破性进展。他们正在开发一种名为Stentrode的血管内植入物，无需手术即可通过血管途径到达大脑。 Synchron。该公司于2016年 Thomas Oxley 和 Nicholas Opie 共同创立。致力于帮助重度瘫痪患者在不使用手的情况下控制设备。他们开发的技术被描述为瘫痪人士发送电子邮件、发送消息和执行其他数字任务的一项突破性进展。他们正在开发一种名为Stentrode的血管内植入物，无需手术即可通过血管途径到达大脑。
获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准的公司因在2022年7月宣布将脑机接口设备Synchron Switch植入美国一名患者的大脑运动皮层而引发关注，该举措是旨在评估Synchron植入物对严重瘫痪患者安全性的COMMAND试验的一部分；Synchron被认为是埃隆·马斯克旗下Neuralink的最大竞争对手，该公司在3年前获得了杰夫·贝佐斯和比尔·盖茨的投资。
估值达3.5亿美元
另一方面，另一家初创企业Blackrock Neurotech于2008年由Florian Solzbacher和Marcus Gerhardt在美国成立，该公司致力于开发植入人脑的多电极植入物，其开发的系统旨在使瘫痪者仅凭思维即可控制机械臂或电脑，该技术迄今已在40多名患者身上进行过测试，并积累了超过3万例的患者-日临床经验。
根据FDA批准的Blackrock、Crunchbase的数据 显示；在2021年的一轮融资中，包括Christian Angermayer、Peter Thiel和Tim Sievers在内的投资者参与了投资，获得了约1000万美元的早期阶段投资。2024年，Tether Evo向该公司进行了2 亿美元的 大规模投资，购买了多数股权。这笔投资使该公司的估值达到约 3.5亿美元 。
2025年完成首例人体植入
另一家总部位于美国的初创企业Paradromics则由Matt Angle于2015年领导创立，专注于高带宽脑机接口技术；2023年，Paradromics在Prime Movers Lab的主导下接受了价值3300万美元的投资，投资者包括Westcott Investment Group、Dolby Family Ventures和Green Sands Equity。
2025年，Connexus在密歇根大学的一次癫痫手术中完成了首例人体植入。在手术过程中，设备被成功放置，记录了脑信号，并在20分钟内完全取出。目前，该公司计划于2025年底开始首次长期临床试验。
非侵入式脑机接口（BCI）和EEG公司正在开发无需对大脑进行物理干预即可从头部外部读取信号的设备。这些技术通常用于消费者友好的应用，如压力监测、专注力训练、冥想或设备控制。
绘制心理状态地图
Kernel在这些公司中名列前茅，由Bryan Johnson于2016年创立，旨在通过非侵入性方式测量大脑活动以更好地理解心智过程；为此开发的名为Kernel Flow的设备是一种便携式非侵入式大脑监测系统，通过光学方法测量大脑的血流和氧气水平，利用功能近红外光谱技术绘制注意力、压力和情绪等心理状态的图谱。
根据Crunchbase的数据 来看；在成立阶段，创始人个人提供了约 1亿美元的投资启动项目。2020年，在General Catalyst和Khosla Ventures等大型投资者的领导下进行的C轮融资中， 又获得了5300万美元的投资。随着2023年收到的520万美元额外投资，公司的总融资额已达到约1.58亿美元。 5300万美元 2023年，公司又获得了520万美元的额外投资。 520万美元 随着这笔额外投资，公司的总融资额已达到约1.58亿美元。
Emotiv, Neurable, Neuroelectrics...
另一家创业公司是Tan Le和Geoff Mackellar创立的Emotiv。该公司致力于开发基于EEG的头戴式设备以测量脑电波。这些设备通过测量压力、专注力、情绪状态和冥想等心理状态来提供实时数据。其产品被个人用户和研究人员共同使用。这家总部位于美国的公司最著名的设备包括多通道的EPOC+以及更简单、便携的Insight型号。此外，还提供与这些设备配合使用的移动应用程序和分析软件。Emotiv的目标是将脑数据 Tan Le 和 Geoff Mackellar 由……创立的 Emotiv。该公司致力于开发基于脑电图（EEG）的头戴式设备以测量脑电波。这些设备通过测量压力、专注力、情绪状态和冥想等心理状态来提供实时数据。其产品被个人用户和研究人员共同使用。这家总部位于美国的公司最著名的设备包括多通道的EPOC+以及更简单、便携的Insight型号。此外，还提供与这些设备配合使用的移动应用程序和分析软件。Emotiv的目标是将脑数据带入每个人的日常生活，使其易于获取。
开发可佩戴为耳机的基于脑电图（EEG）的脑机接口 Neurable，于2015年 Ramses Alcaide 和 Adam Molnar 创立的公司，利用其开发的技术，使用能够测量用户专注度的MW75 Neuro等设备，使用户在听音乐时能够通过同一设备监测大脑活动并实现用思维控制音乐。借助内置的12传感器EEG系统和强大的人工智能，用户的注意力水平可以实时进行评估。
2024年，Neurable从Ultratech Capital Partners、TRAC、Pace Ventures和Metaplanet等投资者那里获得了1300万美元的投资。这家总部位于美国的公司的总投资额已达到3000万美元 达到。
在欧洲运营的企业中，包括在巴塞罗那成立的 Neuroelectrics 。该公司于2011年由Ana Maiques和Giulio Ruffini创立 Ana Maiques 和 Giulio Ruffini 由……创立的公司，提供家庭使用功能，包括脑电图设备 Enobio 以及可进行经颅电刺激的混合设备套装 Starstim正在开发。这些技术用于癫痫、抑郁症、帕金森病、阿尔茨海默病、注意力缺陷多动障碍（ADHD）以及其他各种神经系统疾病等多种临床应用中。通过提供个性化的刺激和监测方法，旨在改善大脑健康。在2021年由美国Morningside Ventures领投的A轮融资中 1,750万美元 获得投资。
一方面，尽管该行业的材料和电极技术开发人员不直接生产脑机接口（BCI）设备，但他们正在开发能够提升这些设备性能的先进材料和组件。在这一领域工作的 InBrain于2019年由Carolina Aguilar、Jose Garrido和Raimon Jané创立。该公司正在开发基于石墨烯的植入物，能够以超高分辨率读取脑信号。
截至2024年，累计 6,800万美元 达到投资金额并进行了首次人体试验。在英国萨尔福德皇家医院，石墨烯基植入物首次在肿瘤手术期间被植入人脑。该植入物能够以亚毫米级的精度区分健康脑组织与肿瘤区域。
神经人工智能与康复应用
该领域将人工智能和神经技术与大脑数据分析相结合，旨在改善患者健康状况或开发药物。该领域中有两家备受关注的初创企业。
第一家是总部位于瑞士的数字神经治疗平台 MindMaze。该企业致力于开发医疗级虚拟现实产品以促进神经修复。此外，它还正在开发一个平台，用于创建直观的人机界面，该平台融合了虚拟现实、计算机图形学、脑部成像和神经科学。
MindMaze拥有MindMotionPRO服务，为患者提供由康复专家处方的个性化锻炼计划，并通过引人入胜且具激励性的虚拟现实康复项目支持康复目标。该公司还拥有MindMotion Go、MindPod和TOAP Run等产品。
2016年，在Hinduja集团主导的投资轮中，该公司达到了独角兽级别。随后，在AlbaCore Capital Group的主导下，Concord Health Partners和Hambro Perks等投资者参与，公司分别完成了总额达1.25亿美元和 1.05亿 美元的两轮融资。
另一家是总部位于美国的 BioXcel Therapeutics。BioXcel Therapeutics由Vimal Mehta于2017年创立。 Vimal Mehta 创立了这家公司。该公司利用其人工智能支持的EvolverAI平台，专门开发针对精神疾病和神经系统疾病的新型药物。通过该平台，对先前已开发但未使用的药物分子进行重新评估，从而快速产生具有成本效益的治疗方案。 EvolverAI ，专门开发针对精神疾病和神经系统疾病的新型药物。通过该平台，对先前已开发但未使用的药物分子进行重新评估，从而快速产生具有成本效益的治疗方案。
该公司最著名的产品是IGALMI，这是一种经FDA批准的舌下膜剂，用于治疗精神分裂症和双相情感障碍等疾病中出现的急性激越症状。该公司还在阿尔茨海默病相关激越等领域开展临床试验。2018年在纳斯达克交易所 上市 ，总共 1.86亿美元 以上 的投资。2025年，为新的III期临床试验获得额外1400万美元投资 投资。
使用活脑细胞系统
该行业的另一类企业是类器官和生物计算机开发商。这些公司利用活脑细胞（即类器官或神经元）开发类似计算机运行的系统。与传统的硅芯片不同，这些系统依赖于生物处理能力。
总部位于瑞士的 FinalSpark在此方面开发了利用人类脑细胞形成的类器官工作的生物计算机。他们将该系统命名为Neuroplatform，该系统由16个微型大脑类器官组成，每个类器官都位于多电极阵列（MEA）上。这些类器官被设计成既能接收电刺激也能做出反应。该平台由Fred Jordan和Martin Kutter于2014年创立，十年后向全球研究人员开放。为科学研究提供Python API、实时信号处理系统和数据分析基础设施。 Fred Jordan 和 Martin Kutter 共同创立的平台在十年后向全球研究人员开放。为科学研究提供Python API、实时信号处理系统和数据分析基础设施。
一方面 Cortical Labs，2019年在澳大利亚 Hon Weng Chong 领导成立的一家生物技术初创公司。该公司开发了名为CL1（Cortex-Lab 1）的原型生物计算机，将实验室培养的约80万个神经元整合到基于硅片的芯片上。CL1通过与神经元进行低延迟的电循环交互，创造出具备实时学习和适应能力的合成生物学智能，即Synthetic Biological Intelligence。
该系统在药物开发、疾病建模和神经科学研究中，以“湿件即服务”模式提供租赁或购买选项。Cortical Labs迄今为止已获得投资超过1100万美元。其投资者包括Horizons Ventures、Blackbird Ventures、LifeX Ventures、Radar Ventures和In‑Q‑Tel。
2021年在以色列成立的Itay & Beyond由Shmulik Bezalel、Nisim Perets和Boaz Goldman共同创立。该公司利用从尿细胞衍生而来的脑类器官（即微型脑组织），开发用于神经系统疾病和精神疾病药物发现与测试的平台。这些类器官被放置在多电极阵列上，通过电刺激相互作用，并借助计算机辅助训练展现出功能性行为。由此，可以实时测量和分析药物对脑功能的影响。