【精选报告】脑机接口专题二：2025年脑机接口技术与应用研究报告（附PDF下载）

中国信息通信研究院&脑机接口产业联盟：
《脑机接口技术与应用研究报告（2025年）》

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《脑机接口技术与应用研究报告（2025 年）》由中国信息通信研究院与脑机接口产业联盟联合发布，系统梳理了脑机接口（BCI）技术的分类、国内外政策布局、技术发展现状、产业生态及未来趋势，是全面了解全球 BCI 产业的核心参考。

一、脑机接口技术分类与国内外布局

（一）技术核心分类：脑感知与脑调控双主线

脑机接口技术根据实现目的分为脑感知技术与脑调控技术，二者协同构成 “感知 - 调控 - 交互” 的完整链路：

1. 脑感知技术
   ：通过电、磁、光、超声等手段采集脑信号，解码大脑意图或状态，核心应用包括脑功能评估（如疲劳、情绪监测）、神经疾病预警（如癫痫发作预测）、人机交互控制（如脑控轮椅）。技术路径分有创（如侵入式电极阵列）与无创（如 EEG 脑电图、fNIRS 功能近红外成像），前者信号质量高但手术风险大，后者安全便捷但易受干扰。
2. 脑调控技术
   ：通过电、磁、光、超声等刺激手段干预脑活动，实现神经功能修复或增强，核心应用包括神经疾病治疗（如抑郁症、帕金森病）、认知功能提升（如注意力训练）。技术正从传统开环调控（如早期脑起搏器）向闭环调控演进，结合脑感知实时调整刺激参数，典型案例包括美敦力自适应脑深部电刺激系统、诺尔康闭环人工耳蜗。

（二）技术特性：创新、交叉、前沿

• 创新性
  ：突破传统人机交互范式，建立生物神经系统与外部设备的直接通信，实现人体功能辅助（如渐冻症患者沟通）、增强（如认知提升）与修复（如脊髓损伤康复）。
• 交叉性
  ：融合神经科学（信号采集原理）、工程学（硬件设计）、计算机科学（算法解码）、材料学（电极生物相容性）、伦理学（隐私安全）等多学科，是典型的跨领域创新引擎。
• 前沿性
  ：双向脑机接口已实现突破（如大脑输出指令 + 设备反馈触觉），未来有望探索认知增强、群体意识协作等颠覆性方向。

（三）国际布局：美欧主导，多维度推进

1. 美国：

• 2013 年启动 “推进创新神经技术脑研究计划”（脑计划），2014-2023 年累计投入超 40 亿美元，重点布局脑细胞研究、脑图谱绘制、神经活动监测等 7 大方向，2023 年起转向应用验证（如深部脑刺激治疗抑郁症）。
• 多部门协同：NIH 主导基础研究，DARPA 支持技术转化，FDA 通过 “产品全生命周期咨询计划（TAP）” 加速 BCI 设备审批，2024 年加入 “脑机接口协作社区”，构建 “技术验证 - 审批 - 商业化” 闭环。
• 挑战：2025 年面临科研经费削减（NIH 一季度经费减少 18 亿美元）、人才外流（75.3% 受访科研人员考虑离开）。

• 2013 年启动 10 年 “人脑计划（HBP）”，总投资 11.4 亿欧元，汇聚 19 国 155 家机构，核心成果包括 EBRAINS 神经信息学平台（整合数百种科研工具）、个性化癫痫手术模型、截瘫患者行走恢复技术。
• 科研产出丰硕：累计发表 3137 篇论文（含 400 + 顶刊论文），获 92 项专利，覆盖 BCI、神经调节、神经形态计算等领域。

（四）中国布局：政策引领，区域集聚

1. 国家政策体系：

• 顶层设计：2016 年 “十三五” 规划将 “脑科学与类脑研究” 纳入国家重大科技项目，2021 年 “十四五” 规划明确其战略地位；2025 年多部委联合发布《关于推动脑机接口产业创新发展的实施意见》，提出五大任务（技术创新、标准建设、临床转化等）与三大工程。
• 监管与医保支持：科技部发布《脑机接口研究伦理指引》，国家药监局对 BCI 设备优先审评审批，国家医保局为 BCI 技术单独立项，湖北、浙江率先明确医保定价，解决临床落地成本问题。

• 重点区域：北京、广东、浙江、江苏、上海集聚全国 70% 的 BCI 企业，北京（2025 年首个 BCI 专项政策）、上海、四川、山东等地相继发布地方行动方案，聚焦技术研发与产业集群建设。
• 试点探索：南通组建长三角生物医药未来产业创新联合体，北京天坛医院设立 BCI 临床转化病房，推动基础研究与临床应用衔接。

二、脑机接口技术发展现状：三阶段演进，双路线并行

（一）技术演进：从独立发展到融合智能

根据脑计划实施节点与技术特征，BCI 技术纵向分为三阶段：

1. 1.0 时代（2013 年前）
   ：脑感知与脑调控独立发展，以开环单向功能为主（如无创 EEG 监测、早期脑起搏器），缺乏双向交互与闭环能力，技术局限于基础科研与简单临床应用。
2. 2.0 时代（2014-2023 年）
   ：

• 脑感知：从 “开环采集” 向 “交互式感知” 升级，开源工具与 AI 算法提升信号解码精度（如 Neuralink 柔性电极实现脑控游戏），无创技术（如干电极、可穿戴 fNIRS 头环）提升佩戴舒适性与续航（如加州大学入耳式脑电耳机续航 40 小时）。
• 脑调控：从 “开环刺激” 向 “感知式闭环” 升级，结合脑感知实时调整参数（如 Synchron 血管内电极 + OpenAI 大模型实现脑控家居），新型技术（如超声调控、光遗传调控）进入临床前探索。

• 智能化：深度学习算法自动提取信号特征（Neuralink 解码速度达 12 词 / 分钟，错误率 < 5%），多模态融合（EEG+fNIRS）提升稳定性，自适应学习解决神经信号漂移（加州大学系统实现 7 个月无校正）。
• 融合化：多技术手段融合（如脑电感知 + 磁刺激调控）、多功能整合（感知 + 调控 + 外设控制）、多学科交叉（如纳米材料 + BCI、忆阻器芯片 + 解码算法）。

（二）技术效能与安全性：从实验室走向临床

1. 安全性突破：

• 植入技术革新：Synchron 血管内植入（无需开颅）、Precision 颅骨微缝技术（400 微米切口）、中科院自动化所缝纫机式机器人（高精度植入，避让血管）降低手术风险。
• 长期安全性验证：BrainGate 犹他电极植入 14 人平均 872 天无严重不良事件，Synchron 系统植入 12 个月无血管阻塞，Neuralink 植入电极附近 98% 神经元保持活性。
• 材料创新：Axoft 超软植入电极（柔软度为传统材料 1 万倍）获批用于研发，降低组织损伤。

（三）协同创新模式：多主体、跨领域协作

BCI 技术突破依赖 “基础研究 - 临床转化 - 产业落地” 全链条协同，典型案例包括：

• 洛桑联邦理工学院 + 洛桑大学医院 + Onward 企业联合开发脑 - 脊髓接口，9 国 69 名跨学科专家参与，覆盖神经外科、神经工程等 12 个领域。
• Synchron 与 NVIDIA（实时信号处理）、苹果（iOS 系统适配）合作，整合技术资源与生态；北京脑科学与类脑研究所与清华大学、天坛医院共建联合实验室，打通 “科研 - 临床” 链路。

三、脑机接口产业发展情况

（一）产业链全景：上游核心器件，中游系统集成，下游场景应用

1. 上游（占比 8%）：核心为电极与芯片，技术路线多元：

• 电极：有创（阵列式犹他电极、柔性微丝电极、血管内电极、皮层表面电极）与无创（干电极、凝胶电极）并存，Blackrock（犹他电极）、Neuralink（柔性电极）、Synchron（血管内电极）为有创领域代表，博睿康、念及科技为无创领域代表。
• 芯片：分有创（高集成、低功耗，如 Neuralink N1 芯片）与无创（低成本、低功耗），朝向计算 - 存储 - 传输一体化发展。

• 电感知：EEG 脑电图机、事件相关电位仪（成熟度最高，多获医疗器械注册证，代表企业如 Compumedics、博睿康）。
• 磁感知：脑磁图仪（MEG，如昆迈医疗无液氦原子磁强计）、磁共振设备（体积大、成本高，多用于科研）。
• 光感知：fNIRS 功能近红外设备（便携化，如丹阳市慧创、Kernel）。
• 超声感知：超快功能超声成像（fUSI，前沿探索，如法国国立卫生与医学研究所、Butterly 微型超声芯片）。

• 医疗健康（占比最高）：治疗听力障碍（人工耳蜗）、帕金森病（脑起搏器）、抑郁症（rTMS），康复训练（脑控外骨骼），代表企业如美敦力、诺尔康、景昱医疗；视障治疗、成瘾戒除等处于临床试验阶段。
• 生活消费：助残（脑控打字）、健康监测（睡眠、压力）、游戏娱乐（沉浸式脑控），代表企业如 Emotiv、念及科技。
• 工业与交通：高危作业疲劳监测（如矿下、驾驶），代表企业如山西帝仪、北京华脑。
• 其他：脑纹识别（身份认证，如 Neuroreplicas）。

（二）全球产业生态：中美主导，中小企业为主体

1. 全球格局：

• 企业规模：全球 BCI 企业超 800 家，分布于 50 国，美国、中国为第一梯队（占比超 60%），加拿大、德国等 12 国为第二梯队（占比均 < 5%）。
• 技术路线：84% 企业聚焦无创（安全、低成本、周期短），16% 聚焦有创（技术壁垒高、医疗价值大），美国有创企业数量全球第一，中国无创企业占比（88%）高于全球平均。

• 区域集聚：70% 企业集中于北京、广东、浙江、上海、江苏，形成产业集群。
• 企业结构：以中小民营企业为主（占比超 50%），代表企业如强脑科技（认知训练）、诺尔康（人工耳蜗，打破进口垄断）、博睿康（EEG 设备）。

（三）投融资：聚焦下游，医疗健康为热点

1. 全球趋势：

• 规模：截至 2025 年 4 月，全球 BCI 投融资超 1000 笔，总额近 100 亿美元，2021 年起加速，医疗基金与科技基金为主导。
• 技术偏好：有创技术获 53% 资金（研发成本高、医疗潜力大），无创获 47% 资金；产业链偏好：下游获 71% 资金（应用落地明确），中游 18%，上游 11%。
• 阶段前移：2024 年早期投资（天使轮、种子轮、A 轮）占比 43%，同比增长 16%，如 Cognixion 种子轮 1200 万美元、Motif Neurotech A 轮 1875 万美元。

• 热度升温：投融资事件近 200 起，70 余家企业获投，50 家多次融资，头部企业融资金额破亿元。
• 政策引导：“投早、投小” 导向明确，聚焦医疗转化与无创消费级应用。

四、未来展望：技术融合、生态完善、投资多元

（一）技术创新：智能化与融合化深化

• 算法优化：结合深度学习、强化学习提升解码精度，推动神经形态计算与 AI 大模型融合。
• 调控精准：基于脑区机制研发智能预测模型，动态生成调控策略。
• 深度协同：兼容多类型外设，与云计算、算力深度结合，提升人机交互效率。

（二）产业生态：平台化、协同化、跨行业

• 平台型企业崛起：头部企业从设备研发转向开放生态（如提供标准化接口与工具），降低开发门槛。
• 收并购加速：上下游协同紧密（如上游定制芯片、中游整合系统、下游拓展场景），跨行业企业（科技巨头、车企）入局，竞争格局重塑。
• 中小企业差异化：聚焦细分领域（如特定疾病治疗、消费级健康监测），形成互补优势。

（三）投融资：规模扩大，方向多元

• 规模：资本持续加码有创技术与系统集成企业，医疗健康领域投资升温，消费电子、智能交通成新方向。
• 渠道：政府引导基金 + 社会资本联合，风险共担模式普及，缓解企业资金压力，加速技术迭代。