一.基本信息
脑机接口(Brain Computer Interface, BCI),指通过在大脑内部神经活动 与外部控制设备之间建立直接连接通路,实现脑与机之间信息交互与功能 整合的新一代智能交互技术。脑机接口由三部分组成:脑、机和接口。“脑” 即大脑,更多地指大脑神经活动信号,如头皮脑电、皮质脑电、局部场电位 等;“机”即机器,一般指计算机、轮椅、假肢、家居等人类能够控制的设 备;“接口”即利用机器学习或模式识别算法将神经活动信号转换为机器能 够识别的控制信号,实现大脑和机器的连接。脑机接口重在接口,它为从外 部定量地了解大脑内部状态或意图变化提供了可能。脑机接口技术实现主 要由信号采集与处理、特征提取与解码、量化转换与应用三部分组成。
脑机接口(Brain-Computer Interface, BCI)是一项在大脑与外部设备之间建立直接信息通道的前沿交叉技术,它通过采集和解码大脑活动信号,实现“意念”控制外部设备或调控大脑功能,正从科幻概念加速融入现实生活;
脑机接口的原理基础是神经科学,利用传感器采集并放大神经电生理信号。 大脑中枢神经元膜电位的变化会产生锋电位(spikes)或动作电位(action potentials),并且神经细胞突触间传递的离子移动会产生场电位(field potentials)。可以利用传感器采集并放大这些神经电生理信号,例如在不同 位置和深度采集场电位,可以收集到头皮脑电信号(electroencephalograpm, EEG)、皮层脑电信号(electrocortico graphy,ECoG)和局部场电位(local field potentials,LFP)。
基本原理与技术路径
脑机接口的核心在于捕获与解码大脑信号,并实现信息反馈。其基本原理是:大脑在思维活动时,神经元放电形成脑电波等信号,BCI系统通过识别这些信号的特征,直接读取大脑意图,并将其转化为可驱动外部设备的指令;
根据信号采集方式的不同,脑机接口主要分为三类技术路径:
半侵入式:将电极放置在颅骨内、大脑皮层表面(如硬脑膜下),创伤和风险小于侵入式,信号质量优于非侵入式,是安全性与信号质量之间的折中方案。皮层脑电图(ECoG)是典型代表,已用于癫痫监测,并逐渐拓展至运动控制、言语解码等领域。
非侵入式:无需手术,通过附着在头皮上的传感器(如脑电图EEG设备)采集信号,具有无创、安全、使用方便等优点,但信号易受颅骨衰减,空间分辨率较低。该路径在消费级应用(如专注力训练、脑控游戏)和部分医疗康复场景中前景广阔。
标志性应用成果
近年来,脑机接口技术在多个领域取得了突破性进展,部分成果已从实验室演示推进到有限场景下的真实使用。
脑机接口产业链下游的技术和产品主要聚焦于特定应用场景,可划分为医疗健康、生活消费、工业生产、交通驾驶应用等若干类别。
医疗健康领域 泰 海 通 版 权 所:众有多脑机接:口企业致力于研发面向神经、精神和感官三大方向疾病的诊治方案,如诊治听力障碍、认知障碍、睡眠障碍、抑 郁症、卒中、成瘾、自闭症以及疼痛等。从成熟度看,听力障碍、震颤 治疗、抑郁症治疗、运动康复等个别应用领域,已有人工耳蜗、脑起搏 器、基于脑电的运动康复训练设备等产品取得三类或二类医疗器械注 册证。视障治疗、成瘾戒除等相关技术大多处于临床试验阶段。
生活消费领域:相关企业推出的脑机接口产品可面向多类群体,如助 力渐冻症、运动功能障碍等残障人士实现脑控打字以及操控各类设备, 极大提升他们的生活自理能力和生活质量。另一方面,这些产品可用 于监测健康人群的大脑健康状况,帮助舒缓压力,实现沉浸式游戏操 控,甚至辅助艺术创作,优化消费体验,提高认知能力并改善睡眠质 量。
工业生产领域和交通驾驶领域:脑机接口技术能够实时监测矿下、井 下、道路、太空等不同作业场合中人员的疲劳状态,一旦发现异常情 况,及时发出预警,从而避免事故发生。例如,山西帝仪、北京华脑等企业在该领域开展探索尝试。
脑机接口应用已从医疗向消费、工业、军事等多领域延伸。脑机接口的应用领域已从医疗康复的核心场景向外辐射,形成覆盖医 疗健康、消费电子、工业安全、军事航天、教育科研及智能家居的多元生态。在医疗端,它既通过侵入式电极、深部脑刺激器等产 品,为脊髓损伤、帕金森、癫痫等患者实现运动功能重建、神经疾病治疗与感觉功能修复;也依托非侵入式脑电设备,开展认知障 碍干预与康复训练。在消费领域,脑电头环、睡眠监测耳机、脑控游戏外设等产品,正渗透到专注力训练、睡眠管理、XR 交互等 日常场景。此外,脑机接口还在工业作业安全监测、军事远程操控、教育学习状态评估、智能家居无障碍控制等领域开展试点与研发。
产业发展与政策环境
脑机接口产业正迎来快速增长期,并被我国“十五五”规划建议明确为未来产业之一;
面临的挑战与未来展望
尽管进展迅速,但脑机接口从“明星案例”走向大规模应用仍面临多重挑战:
未来,脑机接口的发展需要在鼓励创新与防范风险之间找到平衡。通过强化长远规划与系统布局、持续推动核心硬件与算法技术突破、建立健全安全保障与伦理治理规范、以及完善政策体系与监管框架,这项技术有望稳步健康发展,最终在医疗康复、人机交互、特种应用等诸多领域深刻改变人类社会
全球主要国家均重视脑科学和脑机接口研发。例如,美国推出“推进创新神 经技术脑研究计划”(简称“脑计划”),欧盟实施“人脑计划(HBP)”,日 本开展“Brain Minds”脑计划。各国均试图借助大规模的资金投入以及持续 的技术研发驱动,深化对大脑工作机制的研究,并着力推进相关研究工具的 开发与创新。
中国:在柔性电极领域展现出强大的创新能力。
超柔性电极:中科院团队已研发出全球最小尺寸、柔性最强的神经电极,其截面积仅为国外同类产品的1/5到1/7,能最大程度降低对脑组织 的损伤。
动态电极新范式:中科院深圳先进院联合东华大学,成功研发出能在大脑内自主调控前进方向的“神经蠕虫”电极,打破了植入式电极的“静 态”传统。中国科学院深圳先进技术研究院联合东华大学多个科研团队,成功开发出一种新型神经纤维电极——“神经蠕虫”。该电极细如 发丝,兼具柔软性与可拉伸特性,并可实现自由驱动。研究首次提出脑机接口领域的“动态电极”新范式,突破了传统植入式电极长期处于“ 静态”的局限,为脑机接口电极的研究与应用拓展了新路径。历经五年技术攻关,研究团队借助超薄柔性薄膜制备与导电图案设计等多个精密 工艺步骤,研制出直径仅196微米、柔软可拉伸的神经纤维电极,并成功集成60个独立信号通道。为实现电极的“动态”调控,团队融合高精 度磁控系统与实时影像追踪技术,使该电极能在兔子脑组织中自主调整前进方向,并稳定采集高质量生物电信号。
电极植入技术:针对柔性电极植入难的问题,中科院半导体所研发了刚柔可调的“神经触手”探针,实现了低损伤植入与长期高质量神经信号 记录。中国科学院半导体研究所研究员裴为华团队与心理研究所研究员梁璟团队合作,成功开发出一种刚柔可调的“神经触手”式神经探针。 该探针通过内部集成的微型液压系统调节压力,实现在植入初期保持刚性,以精准穿刺脑组织;植入后则恢复柔软特性,更好地适应脑组织微 环境。该方法无需依赖硬质导入工具,即可同时达成低创伤植入与长期高质量神经信号记录两大目标。实验结果表明,相较于传统植入方式, 该技术能够显著降低74%以上的急性损伤,并减轻约40%的慢性免疫反应。在小鼠长期在体记录实验中,该探针持续表现出优异的神经元信 号质量与信噪比,其信号通道的功能性与单位数量均明显优于对照组。
美国:在材料的长期生物相容性和系统集成方面仍有优势,例如Neuralink的电极集成度与大规模植入经验相对丰富。但中国在柔性电极的创新 结构设计和动态性能上,已展现出独特的竞争力。
二. 产业链和主要上市公司
以下是一些在脑机接口(BCI)领域有所布局的A股上市公司,涵盖了不同的技术路线和产业链环节:
脑机接口设备的核心部件包括电极、芯片和脑电采集设备。其中电机作为 脑机接口的关键采集器件,决定着所采集脑电信号的质量和最终的控制效 果。芯片需要承载脑电信号采集、处理、反馈等功能。
电极:侵入式脑机接口的电极主要有刚性和柔性电极,柔性电极对大 脑的损伤小,将成为未来电极的主要方向,其弹性模量和剪切模量与 脑组织类似,可以适应大脑的弯曲拓扑结构,柔性材料应具备良好的 生物相容性、柔韧性和微加工工艺兼容性,当前凝胶已成为柔性电极 材料的热门选择。非侵入式电极以头皮 EEG 记录电极最为常见,按材 料主要可分为干电极、半干电极和湿电极,目前非侵入式电极的主要 研发方向包括改进材料以提升导电率,以及改进结构以促进电极与皮 肤充分接触。
芯片:主要包含通用芯片和 ASIC 两种方案,由于需要承载脑电信号采 集、处理、反馈等功能,技术难点是要实现低功耗、高通量、小型化, 侵入式芯片要求更高。随着高通量采集与实时计算的高需求,将数据 处理与计算集成于一体的专用 DSP 芯片未来可能会出现。
脑电采集设备:以脑电图(EEG)设备为主,一般由电极(电极帽)、 放大器、记录器和其他功能部件(连接、数据线、电源)组成。随着 老 龄化发展和居家监测需求提升,对脑电采集设备的轻量便携和多模态 同步采集需求更加旺盛。
按产业链环节梳理部分核心公司(信息综合自多个来源):
产业链环节 | 细分领域 | 核心关注点/技术壁垒 | 代表公司 | 备注/核心进展 |
|---|---|---|---|---|
上游: 核心硬件 | 电极与传感器 | 柔性电极材料、生物相容性 | 汉威科技 | 柔性脑电传感器技术,为华为智能床提供模组。 |
美好医疗 | 为侵入式BCI提供精密构件。 | |||
芯片与算法 | 低功耗神经芯片、高精度解码算法 | 高德红外 | 研发高通道数脑机接口芯片。 | |
科大讯飞 | AI算法赋能脑电信号解码,在脑控交互领域有布局。 | |||
中游: 系统集成与设备 | 非侵入式设备 | 康复训练、健康监测 | 伟思医疗 | 神经康复设备龙头,脑电反馈设备已纳入医保。 |
翔宇医疗 | 康复设备龙头,推出多款脑机接口康复产品。 | |||
侵入式/半侵入式系统 | 临床手术能力、系统集成 | 三博脑科 | 神经专科医院,具备临床植入许可,与清华合作“北脑一号”。 | |
创新医疗 | 参股博灵脑机,布局侵入式脑机接口康复系统。 | |||
下游: 应用与服务 | 医疗康复(核心场景) | 临床落地、医保支付 | 微创脑科学 | 港股上市,参与国内侵入式脑机接口临床试验。 |
麦澜德 | 预计2026年一季度获首张脑机接口医疗器械注册证。 | |||
消费级探索 | 产品化、用户体验 | 岩山科技 | 在非侵入式脑机交互领域有布局,探索医疗与消费场景。 |
主要概念股及其布局情况
- 创新医疗
- 翔宇医疗
- 伟思医疗
- 麦澜德
- 岩山科技
- 三博脑科
- 诚益通
- 美好医疗
- 爱朋医疗
其他涉及公司
重要背景与风险提示
三、 投资策略与风险提示
投资策略建议
- 对于普通投资者(稳健入门):
- 对于有研究能力的投资者(进阶配置):
主要风险提示
脑机接口行业仍处早期,投资需理性看待以下风险
总结:脑机接口是具备长期发展潜力的赛道。对于大多数人,通过ETF分散布局是相对稳妥的起点。若投资个股,应深入研究,聚焦于有真实技术进展、清晰临床路径和可行商业模式的企业,并做好长期陪伴产业成长的准备;


