作為最前沿的技術之一，腦機接口領域的技術進展和商業化落地進展一直廣受關注。科大訊飛、阿里巴巴等公司陸續進軍這一領域；Google、Facebook、馬斯克也相繼布局聯合市場研究公司（Allied MarketResearch）的一組數據顯示，2020年，腦機接口的市場規模將達到14.6億美元。
馬斯克腦機接口新進展：猴子用意念玩遊戲
段靜遠/文
資料圖
如果從腦機接口可影響到的應用領域來看，不論是醫療、教育還是消費，都將帶來遠超於十幾億美金的巨額市場空間。
早些時候，SpaceX、特斯拉等公司的創始人馬斯克的Neuralink公司宣布，能夠讓一隻獼猴通過大腦活動來控制計算機，而無需通過手來操縱遊戲桿。消息一出，腦機接口重新登上熱點話題。但有從業者對財經網評論道，“馬斯克這一技術在應用場景的輸出還有很長的路要走。”
事實上，技術發展的速度要快於產品的應用落地。多年來，腦科學更多聚焦在基礎理論探索階段，既因這是一個極為複雜的交叉性學科，又因其發現還未大量進入日常生活，缺乏足夠市場支持。醫療領域作為腦機接口最先落地的產業方向，已經實現臨床應用產品，功能集中在針對神經疾病的病情診斷、系統監測和輔助治療等方面。上述從業者也對財經網指出，“儘管目前在神經退行性疾病等臨床醫學領域已經有了一些成熟的應用，但更多是在單點上的，在人機交互領域，行業發展仍然還很年輕。”
臨床醫學最先實現落地應用
據公開資料顯示，腦機接口技術（Brain Computer Interface，BCI）是一種跨越生物本身的大腦信息傳輸通路，實現大腦與計算機等外部設備直接通信的技術。該技術能夠在人（或其他動物）與外部環境之間建立溝通以達到控制設備的目的，進而起到替代、修復、增強、補充或改善的作用。
馬斯克的Neuralink公司已經宣布能夠讓一隻獼猴通過大腦活動來控制計算機，研究人員通過在猴子的大腦皮層區域接入2000多條細絲，在猴子與計算機交互的時候記錄猴子大腦的神經元活動，並將這些神經元活動數據輸入到“解碼器算法”中，以觀察並實時預測猴子的手部運動。
“目前包括馬斯克正在做的腦機接口的概念，距離醫療方面的應用還有一段距離”，腦陸科技聯合創始人兼CMO吳寒峰對財經網直言道。
有業內人士談到，由於腦機接口技術可以直接實現大腦與外部設備的交互，跨越常規的大腦信息輸出通路，因此醫療領域成為腦機接口最先落地的產業方向，已經實現臨床應用產品，功能集中在針對神經疾病的病情診斷、系統監測和輔助治療等方面。
腦機接口系統的輸出可取代由於損傷或疾病而喪失的自然輸出，有助於神經系統和肌肉系統癱瘓患者表達自己意願和康復訓練。
據梳理，中國腦計劃就曾提出過明確的治療方向，其巨大價值在於其在未來五到十年的持續實施，基於這個計劃，我國正全力發展阿爾茨海默、帕金森、癲癇、精神分裂、抑鬱症等社會負擔重大的疾病的治療。
例如，清華大學生物醫學工程系教授、美國醫學與生物工程院會士高上凱和高小榕帶領團隊做了20多年的腦機接口研究，且一直以醫療應用為主要動力，“腦起搏器”一直在尋找應用落地的場景。
清華大學航天航空學院院長、神經調控技術國家工程實驗室主任、清華大學醫工交叉研究院院長李路明日前在一場“腦開放日”討論會上介紹了“腦起搏器”的研究和應用成果。李路明將“腦起搏器”類比為“心臟起搏器”，將兩根1.2毫米電極植入大腦深處，連接着掛在胸前的脈衝發生器，通過用電刺激調控大腦，來刺激大腦的丘腦底核，用於治療帕金森症。
李路明表示，目前“腦起搏器”已經發展到第二代技術，有兩個創新點：首先是變頻刺激，相比過去的恆頻刺激效果更好，能改善步態評分36%，改善運動評分26%。第二是能夠遠程調控，減少患者往返於醫院的次數。
腦機接口技術在醫療領域研究價值重大，應用領域廣泛，但其研發成本高、周期長，技術成熟度和產品化程度低，技術發展面臨諸多挑戰。
中國信息通信研究院一份研究報告顯示，腦機接口技術涉及多學科交叉融合，目前研究者以科研院所和高校為主，從公司的角度，因其研發成本高、專業人才缺乏、盈利模式不明等諸多原因，相比其他人工智能產品，只有少數公司涉足這一領域。同時，相比於非侵入式腦機接口領域的蓬勃發展，因受到技術、倫理等多重限制，國內外僅有加州大學、斯坦福大學、浙江大學等少數高校和Neuralink、Neuropace等少數高科技企業在侵入式腦機接口領域有所投入。
資本開始關注到這一賽道，財經網梳理注意到，今年3月拿到1億元融資的博睿康，其主力產品之一就包括利用腦機接口對癲癇病患者進行診斷和治療。對應研發了一套腦閉環反饋刺激系統，該系統通過手術植入患者大腦後，系統可以監測癲癇發作前的信號特徵，進而觸發電刺激，達到抑制癲癇發作的效果。同月NeuraMatrix也宣布完成數百萬美元Pre-A輪融資，由經緯中國領投。由清華大學孵化的，採用的是侵入式技術，定位於新一代腦機接口平台開發，規劃版圖涵蓋腦機接口芯片、系統化設備、軟硬一體化平台，以及針對醫療、科研等行業的專用解決方案。腦陸科技產業鏈底層出髮結合神經科學研究，建立了腦機交互的產品應用研發流程，研發了相關電極材料、傳感電路、信號轉換與計算電路、信號算法、識別模型，以及構建了超大規模腦電生物信號數據集。2020年，腦陸科技宣布完成近億元融資，投資方為濟南生技醫療產業發展母基金，及多家市場投資機構。
“在2019年之後，這個領域被大家看到，原來做AI的團隊轉做腦信號處理，原來做醫療器械的轉做腦機接口，原來做神經科學也有關注這個領域”，吳寒峰談到，行業內的從業者感受到了這是一個大的發展趨勢，第一個馬斯克的Neuralink不斷吸引公眾的注意，第二個從國家的角度，十三五開始我們有中國腦計劃，十四五第一次提到將腦機融合技術或者說2.0版本的腦計劃，大家看到了政策層面支持的態度。”
“大家對這個賽道產生了興趣和關注，但真正勇於出手的機構其實不多，或者體量不是很大，” 吳寒峰坦言，“真正勇於出手的可能還是一些相關資深或者一些相關行業的從業背景會支撐他們去做，單純財務投資性機構還是處在學習加觀望的階段。”
“侵入與非侵入”並非“1.0與2.0”
目前主流的腦機接口技術分為侵入式和非侵入式。其中，侵入式主要應用在醫療場景，幫助癲癇、老年痴獃等腦病患者進行康復治療。而非侵入式則以其安全、保守的特點成為消費級場景的優選。
“首先從學術的角度來講，其實這兩條路線目前是比較勢均力敵的，在美國，如果從大學實驗室來看，可能大概有60%左右是做侵入式的，而非侵入的達到40%左右。”BrainCo（強腦科技）創始人韓璧丞曾指出，“在一些學術交流會議上，兩個流派的人會相互吐槽，但並不會真的認為對方的方法真的不如自己。”
吳寒峰對財經網解釋道，“侵入式和非侵入式是并行的兩種技術手段，目的都是為了能夠獲取大腦的活動信號，也就是腦電的一些信號，這個是它們的本質問題，從不同的角度來看，各自的技術壁壘都很高，二者並非處於前后兩個階段，如果說非侵入式叫1.0，侵入式叫2.0，這是不太正確的判定”。
吳寒峰具體解釋道，侵入式的難處在於安全部署以及成本控制，再就是一些基於倫理等這些帶來的各種問題。馬斯克的公司Neuralink發布的內容，比如如何將材料植入進去，植入什麼樣的材料，如何解決通訊的問題，如何解決持續續航的問題，如何解決高密度部署電極的問題，這是侵入式的難點和壁壘。
他談到，侵入式捕獲了乾淨純粹的信號，沒有太大的噪音干擾，但是難點在於怎麼把東西植入進去，非侵入式則因為信號衰退的問題和基於一些現有硬件水平的整體，暫時不具備能夠直接的獲取特定深部腦區的信號。
而非侵入式的難點跟它是反過來的，非侵入式相對來說比較好部署，但是最難的是要捕獲穿透了顱骨的腦電信號，所以我們在捕獲這些信號的時候會收到大量的外部造成的干擾，機電、眼電、心電、噪音等，對於信號捕捉是非常難的過程。所以，這對我們的硬件和後端的算法就給了額外的壓力。
“這並不代表要先做非侵入式，做完之後才能做侵入式，兩者要解決的問題不一樣，應用場景也不一樣。所以從更遠發展來看，兩種技術是互相併存的”，吳寒峰談到。
事實上，腦機技術的研究目前還面臨一些倫理問題，例如，從老鼠、猴子的實驗到人身上的實驗，即使理論已經跑通，要應用到人身上還需更多考量。華山醫院院長、天橋腦科學研究院轉化中心主任毛穎曾公開談到，長期來看，把芯片植入人體這件事需要嚴格的標準來要求，這對目前的腦機技術來說確實是一個非常艱難的地方，不可一步跨越而至。而國家已逐步建立起對這個技術的審核標準，毛穎希望學術和社會資本可以結合起來，一起推進這個技術的發展及實踐。
中科院腦科學與智能技術卓越創新中心學術主任蒲慕明曾在接受媒體採訪時表示：“現在腦機接口的主要應用是治療癱瘓病人，現在國內的一些團隊也在從事腦機接口領域的研究，並在大動物身上進行臨床，下一步就是要進入人體臨床試驗，但這仍然需要獲得倫理方面的審批。”
蒲慕明表示，相比侵入式的技術，非侵入式的腦機接口技術應用前景或是更加廣闊。“也就是說一些穿戴式的腦機接口設備，會引領醫療器械產品的大規模爆發。”
美國科學院院士、天橋腦科學研究院加州理工學院腦機接口中心主任理查德·安德森（Richard Andersen）日前在一場“對話大腦”（Brian Talk）論壇上也提出，腦機接口的一個挑戰就在於，目前的腦機接口仍然是侵入式的有創解決方案，這會很大程度減少人們的接受度，未來無創解決方案的探索或將有望大幅提升腦機接口的應用場景。
就此也有業內人士對財經網坦言，侵入和非侵入只是方法問題，更多的還是希望通過技術的進步，能夠解決大眾的問題。
前述中國信息通信研究院的研究報告對腦機接口未來的發展提出，從科學研究的角度，重視腦科學研究，從醫學角度對大腦結構、功能和工作機制進行更深層次的探索，加強人工智能、材料科學、半導體技術等相關領域的科研投入，為技術提供更多的理論和支持；此外，現有腦機接口技術主要關注在所謂的“讀數據”即單向讀取大腦信息，未來“寫數據”即給大腦輸入信息或成為另一個研究熱點。
在技術創新方面，研發高精度的信號採集分析設備、高性能芯片等腦機接口設備所需的關鍵設備，從需求出發，各個擊破，開發出符合臨床需求的可靠產品；從安全和倫理的角度，設備安全問題、個人隱私安全問題、知情和同意權問題、自主性和責任歸屬問題，以及使用腦機接口設備獲取某種“能力”之後可能引起的社會公平公正問題都需要儘早正視、認真對待。還有很重要的一點，在隨着技術不斷進步的同時，政府、相關行業組織需加強監管，提供政策指引並建立一套統一的評價標準體系，重視管控制度的建立與完善，保障腦機接口技術在研發、使用及普及過程中每一個重要環節。