脑机接口全产业链梳理：产业难点/痛点大总结

智慧医械网消息 在前不久智慧医械网发布的《政策力促脑机接口产业高速增长医疗市场成核心快速落地》一文中，已经深度分析了脑机接口产业市场规模以及政策推动等因素，整体看来，脑机接口产业将会成为“新质生产力”的重要产业。

不过，从脑机接口产业来看，当前在产业链端依然存在很多技术难题，例如电机技术等，此外在临床应用和供应链方面也亟待突破。对此，智慧医械网总结分析了脑机接口产业链以及当前存在的技术难题以及行业其他难点。

01

脑机接口产业链梳理：
包含上中下游三个环节

从产业链来看，脑机接口的技术流程可分为上游、中游、下游三个环节：上游包括脑机接口电极、脑机接口芯片、脑机接口手术，中游包括脑电信号采集、脑电信号处理、脑电信号分析，下游包括应用端外设和应用端软件。基于脑机接口的技术流程，脑机接口行业形成了完整的产业链。

上游包括脑电采集设备（如非侵入式电极和侵入式微电极）、BCI芯片、处理计算机/数据集和处理算法、操作系统级分析软件和外部嵌套等；中游主要包括脑机接口产品提供商；下游则包括医疗保健、教育培训、游戏娱乐、智能家居、军事国防等各种应用领域。

简单说来，脑机接口技术的发展依赖于多学科综合发展。随着脑科学、材料学、计算机科学等学科的发展，脑机接口技术的进步步伐加速。

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刺激的电极、用于信号采集处理的芯片以及外部设备；算法主要是用于信号处理的机器学习，软件主要涉及刺激呈现、数据采集、信号处理与输出、系统级操作协议等多个关键技术环节。

截至2023年第一季度，全球脑机接口代表性企业超500家。其中，上游占8%，包括生产制造和销售电极、芯片、外设、相关核心器件的企业；中游占30%，包括生产制造和销售医用及科研用工具、分析软件和采集设备的企业；下游占62%，其中提供应用解决方案的植入式技术路线企业占比9%，非植入式技术路线企业占比53%。

从技术路线看，非植入式技术路线企业居多。全球500余家脑机接口相关企业中，20%从事植入式技术研发，80%从事非植入式技术研发。

医疗健康领域目前是脑机接口最大的市场应用领域，也是增长最快的领域。陈琪等人基于Web of Science核心合集，检索并分析2013年—2022年脑机接口医学应用领域的研究论文。结果显示，2013年—2022年共发表脑机接口医学应用相关论文6226篇。年度发文数量呈现稳定增长的趋势，过去10年中增长了86%。

在医疗健康领域，BCI技术可以跨越常规的大脑信息输出通路，实现大脑与外部设备的直接交互，通过BCI设备获取运动、视觉、听觉、语言等大脑区域的信息并分析，实现对疾病的监测诊断、治疗、康复、管理和预防。

在疾病监测诊断领域，应用BCI技术可实现神经生理监测、睡眠监测、情绪状态和注意力监测等。

睡眠监测是BCI的另一个主要监测方向，在睡眠障碍、睡眠呼吸暂停综合症等病例中，可以通过该类设备实时捕捉脑电信号，分析睡眠状态和质量。不少脑机接口创业公司也从这一需求入手，例如柔灵科技开发了一款单通道小型化脑电监测设备，采集睡眠特征波并对睡眠脑电数据进行分析。强脑科技也开发了一款基于BCI技术的睡眠仪，能够跟踪入睡前EEG大脑状态趋势，熟睡状态后则可以多维度实现类PSG睡眠分期判读。

此外，脑机接口技术不仅在疾病检测方面发挥积极作用，在治疗领域同样有着广泛的应用前景，尤其是在神经系统疾病、精神障碍等方面表现出巨大潜力。

例如，在帕金森病、癫痫等疾病的治疗中，通过植入BCI设备，可以实现对神经活动的实时监测和调控，从而有效改善患者的症状。在癫痫的诊疗中，通过脑电输出和判断大脑的功能和疾病的信号，对颅内电极的电刺激输出“指令”，以诱发患者功能区的响应，通过手术切除、热凝、激光损毁等技术实现改变和治疗大脑的癫痫网络，该技术已在临床成熟应用。

BCI还可以应用于阿尔兹海默病、多发性硬化症等其他神经退行性疾病的治疗。通过对病患脑电信号的检测发现阿尔茨海默病早期症状，并加以相关刺激，通过神经调控治疗疾病。麻省理工学院的蔡立慧教授团队发表的文章发现光与声的刺激可让小鼠大脑产生有益脑电活动，从而改善认知和记忆。

同时，对于抑郁症、焦虑症、自闭症等精神障碍患者，BCI可以通过监测和调节大脑活动，改善患者的情绪和认知状态。通过神经反馈训练技术结合BCI、脑刺激技术，帮助患者自我调节大脑活动，实现对特定脑区的电刺激，从而调节患者的情绪，改善患者的社交沟通能力、情绪调节和认知功能。

而在临床康复领域，脑机接口可以实时评估患者的运动、语言和感知康复进程，并结合机器人辅助治疗、虚拟现实和生物反馈技术，实现更为有效和自然的康复训练。其应用主要包括肢体运动障碍康复、语言康复和感觉缺陷康复等方面。

并且在健康领域，应用BCI技术可以实现健康管理和疾病预防，发现和解决潜在的健康问题，尽可能减少患病的风险。

整体看来，目前脑机接口产业链涉及多个技术领域，各环节之间需紧密合作，共同推动脑机接口技术的发展和应用。随着脑机接口技术的不断进步和市场需求的增长，产业链将更加完善和成熟。据统计，全球脑机接口产业链企业中有400余家与医疗健康相关。

02

脑机接口产业痛点重重：

需多方共同协作推动

脑机接口（BCI）行业的发展虽然充满潜力，但也存在一些显著的痛点。首先，技术成熟度和可靠性是BCI发展的主要瓶颈。当前的BCI技术，尤其是非侵入式方法，在信号的质量和精度上尚不能满足复杂应用的需求。而侵入式技术，尽管能提供更高质量的信号，却面临着手术风险、生物相容性问题以及可能的长期稳定性挑战。

其次，BCI技术的研发和生产成本较高，这直接影响了产品的市场定价，限制了其普及率。高昂的成本不仅增加了患者的经济负担，也提高了企业进入市场的门槛。此外，BCI技术的伦理和隐私问题也是公众和监管机构关注的焦点。随着技术的发展，如何确保用户数据的安全和隐私，防止数据滥用，成为了一个亟待解决的问题。

法规和标准的缺失也是制约BCI行业发展的一个重要因素。目前，全球范围内缺乏统一的行业标准和监管政策，这给BCI产品的研发、测试和商业化带来了不确定性。同时，用户对BCI技术的接受度也是影响行业发展的一个关键因素。由于BCI技术相对较新，公众对其认知有限，可能对使用该技术持保留态度。

最后，BCI技术的跨学科特性要求不同领域的专家进行紧密合作，这在实际操作中可能会遇到团队协作、知识共享和技术整合的挑战。此外，BCI设备的长期维护和支持问题也不容忽视，特别是对于侵入式设备，可能需要定期的医疗干预和设备更新。

综上所述，BCI行业的发展痛点涉及技术、成本、伦理、法规、市场接受度等多个方面。解决这些痛点需要行业内外的共同努力，包括技术创新、成本控制、伦理审议、法规制定和公众教育等。只有克服这些挑战，BCI技术才能实现其在医疗、科研和日常生活中的广泛应用潜力。

不过，脑机接口行业的发展正受到前所未有的推动力，这些驱动因素来自科技进步和市场需求的双重作用。

首先，技术进步是推动BCI行业前行的核心动力。随着神经科学、生物医学工程、材料科学和人工智能等领域的快速发展，BCI技术在信号采集、解码算法、系统集成等方面取得了显著进步。这些技术突破不仅提升了BCI系统的准确性和可靠性，而且为开发新的应用场景和改进现有应用提供了可能。

其次，政策支持和资本投入为BCI行业的发展提供了坚实的基础。全球多个国家和地区的政府已经开始认识到BCI技术的战略价值，并在政策和资金上给予支持，以促进其研究和商业化。

同时，随着BCI技术潜力的逐步显现，风险投资和私募股权基金也开始向这一领域注入资金，加速了技术的研发和市场推广。市场需求的增长和社会认知度的提高为BCI行业的扩张提供了广阔的空间。

随着全球人口老龄化的加剧和对提高生活质量的追求，BCI技术在医疗康复、疾病治疗、辅助设备控制等方面的应用需求不断上升。此外，消费者对新兴技术的接受度提高，以及对个性化医疗和健康解决方案需求的增加，使得BCI技术的应用前景更加广阔。跨学科合作和国际合作也为BCI技术的发展注入了新的活力，推动了技术的创新和全球化应用。

整体看来，未来十年脑机接口行业的发展将集中在医疗、娱乐、教育、智能设备和人机交互等领域。许多科技企业将持续加大研发投入，探索新应用场景和跨行业整合的可能性。随着技术的不断成熟和应用成本的下降，脑机接口技术有望从高端市场逐步扩展到大众市场。

与此同时，脑机接口市场供给端将逐步优化，产品多样化、技术迭代升级、市场需求的逐步释放将成为行业发展的重要驱动因素。在医疗领域，脑机接口技术有望大幅改善神经疾病的治疗效果，甚至在未来实现部分神经功能的恢复或增强。在娱乐和教育领域，脑机接口技术将提供更加沉浸式的体验，改变人们与数字世界互动的方式。

此外，行业竞争将持续加剧，技术领先的企业将通过知识产权保护和技术壁垒保持竞争优势。然而，新兴创业公司凭借快速的创新能力和灵活的市场策略，可能会成为行业的重要参与者。市场监管的加强和社会对技术伦理的关注也将对行业发展产生深远影响。

（资料来源：天风证券、东北证券、中国信通院、千际投行）