國產腦機接口能否挑戰馬斯克？

大腦功耗僅有 15--30W，卻能運算如此複雜深邃的思維活動。

腦機接口的終極追求是人類永生，6 年前《Black Mirror》第三季對此有過演繹。馬斯克的想法是將大腦存放於在特斯拉人形機器人上，原型機將在今年 9 月 30 日特斯拉 AI Day 推出。

實現數字永生，難度堪比穿越蟲洞。

腦機接口在具有賽博朋克式科幻感同時，也傳遞出強烈的疼痛感，植入的電極陣列一直在切割大腦。馬斯克不會告訴你，幾乎所有顱內植入電極的恆河猴都經歷過極端痛苦：重複性感染，抽搐，極度疲憊，甚至一隻猴子弄斷自己的手指腳趾。23 只實驗用猴中至少 15 只死亡。

有線腦機接口（來源：匹茲堡大學）

腦機接口是人機交互的頂級形式，信息採集（從腦到機）和信息回輸（從機到腦）的技術難點可能長期不能解決。

大腦有 860 億個神經元，迄今能夠被同時記錄的僅為千的量級，可謂滄海一粟。為確保採集的神經信號精度和強度，需要將大量記錄位點密佈於大腦各個區域，但是即使未來植入上萬個電極，也是不夠的。

發展方向是柔性電極，對大腦不會造成切割，免開顱極微創，創口大約為 0.1mm，科學家稱，物理尺寸相當於蚊子的吸管。但是，一個人全身同時被上萬只蚊子叮咬已經細思極恐，何況是大腦。

把大腦意識轉為數字信號還在起步階段，而向大腦回傳意識，形成完整的信息流閉環，尚是一片黑暗的未知。

腦機接口距離消費級商業化還沒有時間表，在個別醫療化應用上初現曙光，永遠不要低估人類探索未知的潛能。

腦後拖着一根導線，無異於科學怪人。腦機接口需要解決無線傳輸的問題。

去年，來自美國的 BrainGate 團隊首次實現人類大腦信號與計算機之間的無線高帶寬傳輸，在受試者大腦皮質內植入 96 個電極，在體外頭部固定 2 英寸大、1.5 盎司重的無線發射器，捕捉神經元發出的信號並翻譯為電腦指令。

一名脊髓損傷而四肢癱瘓受試者，通過意念（無線腦機接口）在電腦上打出一句話 ：“Beata，我知道你可能有一隻借來的貓。”

位於大腦皮質內的 2 個電極陣列在 24 小時內可收集 1 TB 數據信號。

馬斯克腦機接口公司 Neuralink 最新一代設備實現無線傳輸，使用感應充電。

植入式腦機接口目前只能用於改善個別重度癱瘓患者的生活狀態，在國內僅骨髓損傷患者就超過 200 萬。而最悲慘的是閉鎖綜合徵，意識清醒，卻不能動，不能言語，常被誤認為昏迷，彷彿被上帝重新封印。這種疾病曾經出現在在大仲馬的著名小説《基督山伯爵》中，檢察官韋爾福的父親只能通過眼睛與外界交流。

一個德國和瑞士聯合團隊使用一種新型腦機接口讓完全閉鎖綜合徵患者首次 “説話”，拼出短語：“夥計們，這很容易。”

馬斯克的腦機接口需要開顱，甚至切除患者的一大塊頭骨。針對大腦創口的痛點，澳大利亞墨爾本大學 Oxley 教授開發出支架式腦機接口，全過程使用成熟的神經介入技術，不需開顱，醫生在病人的頸部做一個切口，通過頸靜脈導管將支架送入位於大腦運動皮層內的血管。當導管被移除時，支架——16 個電極組成的空心金屬網——在血管壁內打開擴張，採集神經元的放電情況。缺點是未能實現無線傳輸，還需第二步手術將支架通過導線連接到植入患者胸部的計算設備上。

這項技術催生的初創公司 Synchron 已經將設備植入澳大利亞的 4 名患者身上，沒有出現副作用，並能執行網絡聊天、在線購物的任務。本月 6 日，Synchron 在美國做第一例人體植入手術，領先於埃隆·馬斯克的腦機接口公司。

腦機接口技術框架圖（來自加州理工學院 Richard Andersen）

6 月 25 日，國內首例介入式腦機接口動物試驗成功完成，採用的也是支架式腦機接口方案，由神經介入頭部公司心瑋醫療與南開大學人工智能學院教授段峯團隊聯合研發。

心瑋醫療上市產品達到 15 個，僅今年已獲批 7 個產品，銷售收入幾何級爆發增長，為國內商業化前景最確定的創新器械公司。

本次試驗是國內首次在羊腦內實現介入式腦機接口，突破了介入式腦電電極、血管內腦電採集的核心技術，完成支架、導管的神經介入器械產品研製，標誌着我國在腦機接口、介入機器人研究領域達到國際先進水平。採用治療腦卒中的神經介入技術，通過靜脈將腦電傳感器植入大腦運動皮層、視覺皮層後，神經支架膨脹，將電極擠壓在靠近大腦的血管壁上，從而獲取相應腦區信號。

A 股、港股中直接參與腦機接口研發的僅有心瑋醫療一家，更多上市公司間接涉及腦機接口技術。

創新醫療 2021 年初與浙江大學教授許科帝共同創辦杭州博靈科技，運用腦機接口技術幫助偏癱患者恢復對殘疾肢體自主控制的研究工作取得一定進展，第一代原理樣機已經試製完成。漢威科技子公司在蘇州納米技術博覽會上推出類腦相關應用，可讀取腦部壓力相關信息，目前仍在技術研究階段，不涉及腦機數據的讀取。科大訊飛與相關高校和科研院所已開展合作，部分腦科學產業項目在明年應用落地。

國內初創腦機接口企業遍地生長，有幾家能走到商業化階段？

博睿康科技成立於 2011 年 11 月，核心團隊來自清華大學神經工程實驗室以及臨牀神經領域的醫療市場專家，是國內腦機接口獨角獸中最早成立的企業之一，從非侵入式腦機接口切入，目前正向更高帶寬的接入方式拓展。

NeuroXess 腦虎科技今年 1 月成立，專注微創侵入式柔性腦機接口，計劃臨牀試驗首期招募的患者將以漸凍症和高位截癱羣體為主。創始人兼首席科學家陶虎為中科院上海微系統與信息技術研究所副所長，其帶頭研發的 “免開顱微創植入式高通量柔性腦機接口” 項目獲得 2021 年世界人工智能大會（WAIC）的最高獎項—SAIL 獎（卓越人工智能引領者）。

新氦類腦智能是上海市類腦芯片與片上智能系統研發與轉化功能型平台的承載主體，打造類腦智能與人工智能芯片的產業發展引擎。

強腦科技（BrainCo）創立於 2015 年，非侵入式腦機接口技術解決方案供應商，在康復、人機交互領域具有優勢，擁有北美領先的科學家團隊，目前擁有數百餘項腦機接口領域核心專利，其中 60% 左右為發明專利。

臻泰智能開發腦控康復機器人，用意念控制機器人，強化神經中樞刺激反饋進行神經康復。提供腦機接口技術解決方案，進行腦控虛擬現實遊戲、腦機接口 - 人工智能教育及腦控外骨骼機器人操作系統的底層技術研發。

腦機接口商業化尚需時日，但另一人機交互領域——機械外骨骼卻發展成熟，充滿賽博朋克風的半機械人走入現實。限於篇幅，我們將在以後關注這一領域的進展。