2022全球脑机接口技术与应用研究_全球热闻

脑机接口将逐步走进大众视野，但仍受限于专业人才缺乏、底层技术欠火候等诸多原因。

(资料图片)

脑机接口背景综述

脑机接口的概念界定与工作原理中，技术发展是关键

第一届国际脑机接口会议的官方定义：脑-机接口（Brain-computer interface, BCI）是一种不依赖由外围神经和肌肉组成的正常输出通路的通讯系统。亿欧智库认为： 狭义的脑机接口是脑-机连接通路概念，广义的脑机接口则是实现脑-机交互的通讯系统。

BCI主要包括四个部分：信号采集、信号处理、控制外设和神经反馈。 神经反馈是关键环节 ，它将输出式BCI与输入式BCI连接在一起形成交互式的闭环系统， 即交互式BCI，从而真正实现脑-机交互。

中国脑机接起步晚，对标美国和政策扶持是核心手段

历经50多年的研究，当前脑机接口正处于第三个发展阶段——技术爆发期。美国、欧盟、日、韩、澳大利亚等多国政府、科研机构和企业都已加速布局脑机接口，抢占全球脑科学竞争战略高地。中国对脑机接口技术的重视程度不亚于发达国家，近两年已经将此技术上升为国家战略。

政策驱动：一体两翼脑计划达成共识，脑疾病治疗曙光出现

2016年，中国脑计划（脑科学与类脑科学）研究正式启动。近两年“脑科学”已列为国家战略级发展学科，逐渐受到国家层面的关注和支持， 中国在“⼀体两翼” 政策下形成“认识脑疾病”与“⼈⼯智能”技术两条腿⾛路⽅针。

在“十三五”和“十四五”规划中，国家将脑机接口列为重点研发项目之一，北京、上海、杭州等地方城市率先响应政策，出台相应地方政策鼓励脑机企业在当地落地生根。

社会现象：老龄化趋势中的肢体和慢意识障碍疾病率先发挥脑机技术 的核心作用，医疗是脑机技术的核心应用载体

我国神经系统疾病如 “脑卒中” 和 “阿兹海默症” 为全球发病率最高的两种疾病，同时，我国正加速走向老龄化社会，老年脑疾病患者可占老年人总数的10%，面对如此庞大的疾病人群，脑机接口正在脑疾病康复医疗领域发挥着不可替代的作用，尤其是在肢体运动障碍、慢性意识障碍、精神疾病等种的诊断和康复。

科研贡献：中外脑机研究如火如荼，开始从理论走向应用

国内外对脑机接口的研究越来越火热，发文量与专利申请量年年攀升。中国虽入局较晚，但如今已然成为世界脑机接口研究的中坚力量。经过亿欧智库研究， 生物医学工程、电信技术、自动化技术、生物学及计算机软件是脑机科研进步的重要发力学科。

当前，脑机接口研究依然以技术理论为主，不过已经开始有技术应用方面的探索。亿欧智库认为： 脑机理论将不断向应用转化，并在应用中不断完善自身、实现突破， 两者相辅相成推动脑机接口发展。

脑机接口技术应用现状分析

脑机接口技术概览

脑机接口可分为三类： 侵入式 （有创植入电极至大脑皮层之下）、 半侵入式 （有创植入电极至硬脑膜或蛛网膜上）和 非侵入式 （无创）。由非侵入式到半侵入式再到侵入式，电极植入位置越来越深，所获脑电信号质量越来越好，所获信号频率越来越高。

脑机接口技术主要涉及硬件、软件和算法，其中硬件主要包括用于脑电信号采集或神经反馈的电极和用于信号处理的芯片，算法主要是用于信号处理的机器学习，软件则是关于脑相关数据的处理和管理。

侵入式多用于科研，非侵入式更易商业化，EEG是商业化指向标

为衡量各类BCI性能而划分五个指标：

（1）信号质量：时空分辨率和信噪比等指标来衡量采集的信号质量；

（2）临床安全性：电极植入、使用方式及电极植入后对人 体活动的影响；

（3）电极生物相容性：电极对大脑生理的影响及大脑对电极性能的影响；

（4）商业化程度：目前不同类型BCI的商业化情况，如是否已有产品，销量 如何等；

（5）应用场景数量：不同类型BCI的应用场景概数。

经过分析，亿欧智库认为：侵入式因其信号质量最高而适用于科研，非侵入式因其安全性高而更易商业化。非侵入式脑机接口种类繁多， 脑电图（EEG）作为其中最常用的技术，是脑机接口商业化的指向标。

电极生物相容性材料、芯片运算能力与功耗是关键痛点，亟需解决

科研对长期稳定采集高质量脑电信号的需求越来越强，提升材料生物相容性解决电极与人脑之间的矛盾是侵入式技术进步的关键点。 对于倾向于ToC商业化的非侵入式技术来说，设备轻便易于佩戴至关重要，这将是非侵脑机企业长期关注的发展点。

芯片的主要用途是完成运算和处理任务，随着脑相关数据采集量上升和处理需求增强，脑机对芯片的运算能力有了更高要求，类脑芯片成为备受期待的解决方案。有些侵入式脑机需要将芯片与电极一同植入，体积小功耗低的集成化芯片更获青睐。

企业软件多自研自用，市面缺乏高兼容性的底层平台系统

脑机接口作为新兴行业，目前还没有明确清晰的产业链结构和分工，许多企业制作的软件多出于自身硬件/设备需要，基本都属于自研自用，最后与硬件/设备一起输出为解决方案。

自研自用易导致各家软件性能参差不齐，难以与其硬件/设备配合发挥最佳效果。 市面需要一个以软件算法为核心的高兼容性底层平台来便利企业设备研发、解决方案组成。

以下是报告节选正文内容 ：

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