近日因知名投資人馬斯克創立的Neuralink公司獲準腦機接口臨床實驗，將腦機接口這一歷史悠久卻一直不溫不火的領域推上了風口浪尖。
行業背景
腦機接口由來已久，有跡可循的歷史最早可追溯到冷戰時期美蘇飛行員頭盔配置輔助戰斗控制系統，在戰斗機空中茍斗時避免飛行員四肢遲鈍或麻木導致貽誤戰機，利用頭盔內置頭皮腦電讀取系統輔助進行火控。
簡而言之，腦機接口就是實現有生物功能的腦組織與電子設備間直接信息交互的系統。腦機接口將大腦中的神經元或神經束電信號采集傳出并解析，也可以將光、聲等信號處理為電信號后傳輸給大腦，即腦機接口包括即腦電信號采集或發送系統，和相應類型的腦電信號處理系統。
進入21世紀后，腦機接口高速發展，尤其是非侵入式腦機接口在醫療、教育、生活、居家等領域廣泛應用，例如癲癇治療、睡眠監測等。侵入式腦機接口在倫理上和手術技術等局限，產業化的發展相對緩慢。
近年來，隨著神經科學、材料學、醫學信息學的不斷發展，以及影像、康復、通信、機械、自動控制等學科的支持，侵入式（植入式）腦機接口功能逐漸豐富，開始了向臨床應用的嘗試。現在主要面向于癱瘓患者的輔助運動系統、神經退行性疾病患者的神經修復和康復治療、視覺和聽覺障礙患者的“人工眼”“人工耳”等。
技術路線簡介
圖片引用自《2022腦機交互神經調控前沿進展白皮書》上海神經科學學會等著
腦機接口常采集的信號主要有：頭皮腦電信號（ Electroencephalogram, EEG ）、皮層腦電信號（Electrocorticography, ECoG）、神經元動作電位（Spikes）以及局部場電位（Local field potential, LFP）等。不同信號所包含的數據量（以及噪音）不同，采集難度不同，應用場景也不同。
頭皮腦電的采集是一個相對成熟的技術，而經顱電刺激將信號傳入大腦是目前一個熱點研究方向，例如電脈沖輔助治療、共振皮層調節、射頻消融等。無創腦機接口是接受度最高的方法，也是應用范圍最廣的技術。
侵入式腦機接口根據刺激部位不同，包含腦刺激、脊髓刺激、迷走神經刺激等；根據植入方式不同，腦刺激分為硬腦膜植入、介入式、皮層內植入等。根據應用場景，侵入式腦機接口主要有運動皮層信號采集、視聽覺模擬信號輸入、卒中后和神經退行性疾病電刺激治療等。
行業現狀
目前已有3家企業將腦機接口推進至臨床階段，分別為Neuralink、Onward、Synchron，核心技術路線各不相同。
Neuralink已經實現了深入皮層的植入式柔性電極，以M型倒鉤固定，并已成功演示猴腦植入后操作外機械臂。根據相關報道，其電極在接收信號的同時，還能嘗試通過電信號刺激輔助受損的神經網絡重建。
Onward致力于創傷后神經功能恢復，在皮層腦電信號電極和脊髓修復領域發力，為脊髓損傷患者提供運動恢復方案。
Synchron是走介入式的路線，將支架電極置入并將腦電信號通過天線傳出，以幫助癱瘓或ALS等患者。目前報道借助其腦機接口可進行文字交流。
