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腦機接口(Brain Computer Interface,BC) 是一種建立大腦與外部設備之間直接通信通路的技術，其核心目標是解讀大腦活動產生的意圖或狀態信息，并將其轉化為控制外部設備的指令，或者將外部信息編碼為特定的神經刺激信號輸入大腦，從而對神經功能進行調控，以進行神經功能修復或增強。腦機接口技術根據最終實現

腦感知技術是通過電、磁、光、超聲等手段采集和分析大腦信號，

從而解碼出大腦意圖。解碼結果可用于揭示腦狀態和輸出意圖，如揭示疲勞、情緒、認知等狀態;還可被轉化為控制命令，實現對無人機、輪椅等外部設備的控制。對大腦意圖的解碼結果還可以用于優化對大腦進行刺激的參數，使對大腦的神經調控更加精準，以實現神經功能的恢復、替代和增強，此類技術可視為腦調控技術。

1.腦感知技術原理與應用

腦感知技術以“解譯腦機制”為前提，通過“利用腦信息”實現腦狀態監測，涵蓋電、磁、光、超聲等多模態信號采集與成像技術。其核心目標包括腦功能狀態評估、神經疾病預警診斷及人機交互控制，技術路徑按侵入程度可分為有創與無創兩大類。

電信號感知技術包含有創與無創兩類。創新方向聚焦于電極材料、信號處理芯片及解碼算法的協同優化，以提升信噪比與時空分辨率。磁信號感知技術包括超導量子千涉儀(SQUID)和新型原子磁力計這兩類腦磁圖儀(MEG)無創技術，創新方向聚焦于高通道密度、便攜化及成本優化演進，同時探索量子傳感等新型磁探測技術光信號感知技術包括功能近紅外光譜(INIRS)無創技術，通過檢測血紅蛋白濃度變化間接反映神經活動，已廣泛應用于認知科學研究。創新方向聚焦于INIRS與腦電圖(EEG)、MEG的多模態腦成像系統融合，以提升時空動態解析能力。

超聲信號感知技術通過超聲多普勒效應檢測血流動力學變化，

如膾中和鷯閂『蘢碩玳腦血〕瑚流量、血氧水平，間接反映神經元代謝活動。需植入微型超聲探頭，多用于嚙齒類動物神經活動監測，臨床應用尚處探索階段，

2.腦調控技術原理與應用

腦調控技術以“解析腦機制”為基礎，通過“干預腦活動”實現神經功能調控。涵蓋電、磁、光、超聲、神經反饋等多模態刺激與信號調制技術。其核心目標包括神經與精神疾病治療和認知功能增強，技術路徑按侵入性可分為有創調控與無創調控兩大類。

神經調控技術在早些年皆為開環調控，嚴格意義上，并不屬于腦機接口技術，但隨技術發展，腦起搏器、人工耳蝸等代表性技術正朝向感知閉環調控方向發展，因此將已出現明確閉環發展趨勢的腦調控技術也納入腦機接口范圍，將其開環階段視為腦機接口的早期形態。當前，基于電、磁、光、超聲的神經調控技術和神經反饋技術,正在面向成癮戒除、抑郁癥治療及阿爾茨海默病等疾病展開攻關以解決傳統治療效果有限的問題。但多數技術方案仍處于硬件優化、算法驗證及臨床前測試階段,距離規模化產品落地仍面臨多重挑戰電調控技術分為有創和無創兩類。典型的有創技術包括深部腦刺激(DBS)、脊髓電刺激(SCS)等。通過顱內電極直接施加電脈沖實現高時空分辨率干預。創新朝向微型化、無線化、生物相容性發展。無創電調控技術包括經顱直流電刺激(tDCS)、經顱交流電刺激(tACS)等技術。通過頭皮電極施加微弱電流實現腦功能調

控，正在朝向高精度定位、便攜化發展

磁調控技術包括重復經顱磁刺激(rTMS)、0爆發刺激(TBS)、模式化磁刺激(PTMS)等。通過時變磁場穿透顱骨，在皮層神經元中誘導感應電流，調節突觸可塑性或神經振蕩。創新朝向精準調控、實時閉環調控、腦深部調控發展。

神經反饋技術通過實時監測腦活動信號將神經狀態轉化為視覺聽覺、觸覺等反饋信息，引導受試者自主調節腦功能。創新朝向多模態融合轂鏡、躕肀與虛擬現實集成發展

超聲調控技術是通過機械振動或空化效應調節神經元膜通透性血流或血腦屏障功能，實現無創深部腦區調控。創新朝向多參數優化、實時影像引導、藥物遞送協同發展，目前處于前沿研發探索階段光調控技術包括經顱光生物調節(tPBM)、光遺傳學無創調控等技術。通過近紅外光穿透顱骨，調節線粒體功能、氧化應激或神經元代謝，實現無創腦調控。創新朝向多波長聯合刺激、實施反饋調控發展，目前處于前沿探索階段。

(二)腦機接口技術具有創新、交叉、前沿三個特性腦機接口作為一項變革性技術，具備創新性、交叉性及前沿性三個特征。其創新性體現在為人機交互領域帶來突破性變革，是未來產業布局中具有戰略意義的重要發展方向。腦機接口技術可突破傳統人機交互范式，在生物神經系統與外部的智能設備之間建立溝通橋梁，實現智能設備與神經系統的直接通信，精準獲取大腦意圖，并憑借顛覆性技術手段達成人體功能的輔助、增強與修復。腦機接口的交叉性特征顯著，作為多學科深度融合的創新驅動引擎，有助于推動多學科間的緊密耦合與協同發展。在信號采集環節，需融合神經科學知識，以精準捕捉大腦產生的生物電信號;硬件設計方面工程學原理為系統構建提供物理基礎:信號解碼過程，則依賴計算機科學與神經編碼理論的協同優化，實現從神經信號到可理解信息的有效轉換;電極設計與制作環節，材料學發揮關鍵作用，確保電極具備良好的生物相容性和信號傳導性能;信號傳輸過程，信息通信技術和云計算技術為其提供高效、穩定的數據傳輸與處理支持。此外，腦機接口技術的重大突破還引發了廣泛的倫理爭議，也將會帶動倫理學與社會科學領域的協同探索與深入研究，共同應對技術發展帶來的社會影響。腦機接口的前沿性體現為在未來科技革命中發揮引領作用，推動顛覆性技術突破。目前，雙向腦機接口技術已取得重要進展，不僅實現了大腦向外部設備輸出信號，還能讓設備向大腦反饋模擬觸覺等人工感覺信息，構建起更為復雜、高效的人機交互通道。不僅如此，腦機接口技術展現出在認知增強領域的巨大潛力。通過直接刺激大腦特定區域有效提升個體的記憶力和注意力水平，為改善人類認知能力提供新途徑。此外，腦機接口有助于深入探索研究腦網絡，未來有望在特定場景下探索群體意識與群體協作機制，為人類社會的組織與協作模式帶來變革，

(三)美歐腦計劃研究布局與投入

全球多國均認識到腦科學研究在科技發展與社會進步中的戰略性，紛紛將其列為重點對象加以推進。例如，美國推出“推進創新神經技術腦研究計劃”(簡稱“腦計劃”)，歐盟實施“人腦計劃(HBP)”，日本開展“Brain Minds”腦計劃。各國均試圖借助大規模的資金投入以及持續的技術研發驅動，深化對大腦工作機制的研究，并著力推進相關研究工具的開發與創新，

1.美國腦計劃進展與挑戰

美國依托“腦計劃”大力推進腦科學研究及相關工具的研發工作。2013 年，美國正式頒布“腦計劃”，在神經科學領域明確七個優先研發方向，以推動阿爾茨海默病、精神分裂癥、孤獨癥、癲癇以及創傷性腦損傷等腦疾病治療技術的進步

美國“腦計劃”在實施進程中有明確的階段性目標。在前五年該計劃著重于工具的開發，以為后續研究奠定基礎;在五年之后，其目標轉向更為深入層次，即利用前期所開發的工具，深入探究大腦的工作原理以及各類腦疾病的致病機理。

2018年4月，美國“腦計劃”正式開啟第二階段戰略規劃。為助力該計劃加速達到預期目標，美國國立衛生研究院(NationalImnstitutes of Health，NIH)專門組建了名為 ACD 的咨詢委員會( Advisory Committee to the National Institutes of Health Director ),為“腦計劃”的實施推進提供專業指導與支持。

美國持續撥付的科研經費，體現了政府對腦科學研究及其醫學臨床轉化應用的高度重視。在 2014-2023 年期間，美國政府對“腦計劃”的投入累計超過40億美元。這些投入經費明確劃分為基礎經費和補充經費兩部分?；A經費在 2023 年之前呈現持續增長的態勢自 2023 年起投入額度開始減少。與之形成對比的是，補充經費自2017 年開始撥付，此后逐年增加，2023年開始大幅增長，使得“腦計劃”的 2023 年經費額度達到歷史新高。補充經費來源于2016年12 月美國議會通過的《2lst Century Cures Act》(21 世紀治愈法案 )。該法案旨在為再生醫學、“腦計劃”、抗癌登月計劃等四項科學研究提供 2017 至 2026 財年的長期資金支持。在這四項計劃中，“腦計劃”所獲得的支持力度僅次于抗癌登月計劃，累計獲得 15.11億美元的撥款。這一數據凸顯美國政府對“腦計劃”的重視程度。

截至 2024 年底，美國“腦計劃”已資助超過 1300 個研究項目涵蓋 168 所院校，在大腦相關研究工具、技術以及療法領域不斷取得突破性進展。在研究工具與技術方面，2020年，科研人員借助高通量投射電子顯微鏡，繪制出神經元回路圖譜，為深入理解大腦神經連接機制提供基礎。2021年，研究人員繪制出小鼠神經回路的結構與功能圖譜，堪稱全球規模最大、最為詳細的連接組學數據集推動了神經科學領域對大腦復雜網絡結構的認知。此外，還研發出大視場雙光子成像顯微鏡，可在活體大腦中實現神經元亞細胞分辨率的鈣成像，為實時觀測大腦神經活動提供了工具。自2022年起美國“腦計劃”的研究方向逐漸轉向應用驗證。深部腦刺激、脊髓電刺激等先進技術被應用于難治性抑郁癥、卒中等疾病，取得了良好成效?？茖W家甚至還利用腦電信號重建出受試者所聆聽的歌曲，這些成果展示了腦機接口技術的價值潛力。

在推動以腦機接口為典型代表的腦科學發展進程中，美國多部門展現出協同合作態勢。美國國立衛生研究院(NIH)率領下屬 10家研究所和中心在“腦計劃”中發揮核心作用。同時，“腦計劃”專門設立了多理事會工作組(Multi-Council Working Group,MCWG)，以統籌協調各方資源與力量。此外，美國國防高級研究計劃局(DARPA)、食品藥品監督管理局(FDA)以及美國國家科學基金會(NSF)等部門也從不同維度為“腦計劃”提供支持。以美國 FDA 為例，2023 年,其啟動了產品全生命周期咨詢計劃(TotalProduct Lifecycle Advisory Program，TAP)試點項目，以為醫療器械開發提供涵蓋整個生命周期的專業指導，其指導范圍廣泛，涉及研發、營銷、運營、質量管控、業務拓展、保險規劃、臨床研究設計以及審批等多個關鍵環節。參與 TAP 計劃的指導單位除 FDA 外,還包括美國神經外科醫師協會等在內的其他 61 家專業機構。在該試點項目中,超過九成的參與者能夠在提出咨詢請求后的 14 天內獲得專業回復，提高了醫療器械開發效率。2024年3月，美國FDA正式加入“腦機接口協作社區”。該社區的參與方涵蓋腦機接口領域的頭部企業、醫療機構、患者團體以及投資方等多方主體，構建形成“技術驗證-審批-商業化”的閉環體系，有助于加速腦機接口技術從實驗室研發到實際應用的轉化進程，臨床轉化的關鍵環節得以打通，有效解決監管指導流程緩慢、融資渠道不暢等難題。

自 2025 年起，美國的“腦計劃”或將受到經費削減、人才外流

等影響。以美國國立衛生研究院(NIH)為例，2025 年第一季度，其科研經費同期減少 18億美元,很多在研項目暫停，高?？蒲虚g接費用撥款被砍削，差旅費與設備采購費受到嚴格限制。以往訂購實驗小鼠或顯微鏡零件僅需2周，如今需6個月，部分實驗室甚至因資金鏈斷裂而面臨關閉危機。從白官 2026 財年預算提案來看，科研經費呈現縮減趨勢，或將影響到“腦計劃”等科研項目。國際頂級學術期刊《自然》的調查結果顯示，1608名科研人員中，75.3%的人表示正在考慮離開美國，另尋科研發展之地。在受訪的 690名研究生中，548 人表達了離開美國的意向;在340名博士生中，255 人明確表示選擇離開。

2.歐盟腦計劃協作機制與成果

2013 年,歐盟發起了一項為期十年的“人腦計劃”(Human BrainProject，HBP)，該計劃作為歐盟“地平線 2020”框架計劃下的旗艦項目之一，總投資額達 11.4 億歐元。截至 2023 年項目結束，共有來自 19 個國家的 155 個研究機構、500 余位研究人員參與其中。這一計劃推動了腦科學領域多學科的交叉融合，構建起高效的協同創新網絡。

在成果產出領域，不同國家的科研團隊在多個關鍵方向取得進內展加愴嘆能港校窶唱朏鰲斎啞袞埼懂政意?頗跫椾権評估方面，意大利與比利時的科研人員構建了一套高靈敏度的意識評估方法，借助磁刺激技術與腦電圖(EEG)技術，對

復雜的大腦反應進行精準測評,為深入理解意識狀態提供技術手段在腦機理論研究層面，德國科學家繪制了人類三維大腦圖譜，全面呈現了人類大腦的微觀結構、復雜的連通性以及各腦區的功能特性,有助于研究人員與臨床醫生之間建立溝通的橋梁。法國科學家基于患者的解剖結構、結構連接以及大腦動力學數據，為藥物難治性癲癇患者定制出個性化大腦計算模型，模型能夠精準模擬患者在癲癇發作期間大腦的異常活動模式，從而為外科手術提供精確的定位依據，提高手術的成功率與安全性。在人機協同研究方面，“人腦計劃”聚焦于機器人行為控制、認知學習以及人機協同等前沿領域。西班牙、荷蘭、英國和意大利的科研人員將腦科學與機器人技術融合，機器人具備記住地點的能力，顯著提升其自主導航性能，為未來智能機器人的發展開辟新路徑。在疾病治療領域，瑞士聯邦理工學院洛桑分校(EPFL)開發出個性化的脊刺激模型，使截癱患者重新獲得站立和行走的能力，為脊髓損傷患者帶來希望，也為神經康復醫學的發展做出貢獻。

在科研產出方面，歐盟的“人腦計劃”成果豐碩，共促成3137項出版物問世。其中，發表于《Nature Neuroscience》《Neuron》等國際頂級學術期刊的論文超過 400 篇。在15 個國家催生了92項專利,這些專利覆蓋多個前沿領域，包括但不限于腦機接口技術、多模式神經調節技術、神經形態計算、癲癇發作預測技術、醫學圖像分析技術、肢體康復技術、睡眠優化策略、輔助外骨骼裝置以及神經成像技術等。這些成果不僅推動了腦科學研究的發展，也為相關技術的臨床應用與產業化奠定基礎。搭建了具有重大戰略意義的EBRAINS 神經信息學平臺。該平臺在多個歐盟國家部署節點，構建起覆蓋廣泛、高效協同的網絡體系。平臺匯聚了數百種工具，為科研人員開展前沿研究、解決復雜科學問題提供便捷的數據共享渠道與研究支持服務。部分工具在腦科學研究領域占據關鍵地位，值得科研界予以高度關注

(四)中國腦機接口政策與區域發展布局

1.國家政策體系構建

黨中央和國務院重視以腦機接口為代表的未來產業發展，多次就其發展做出重要指引。腦機接口是當前科技領域的前沿熱點，其研究和發展需要攻克一系列基礎理論和關鍵技術難題,具有前沿性創新性、高成長性、戰略性和不確定性等特點，是未來產業發展的典型代表，是推動我國科技水平邁向世界前沿的重要力量。習近平總書記在中共中央政治局第十一次集體學習中明確指出，要著力培育壯大新興產業，積極布局建設未來產業，以此不斷完善我國的現代化產業體系。這一戰略部署不僅體現了國家對科技創新和產業發展的高度重視，也為我國未來產業的發展指明了方向。

多部委協同發力，為腦機接口技術指引方向，并著力營造有利發展環境。2016 年，我國《“十三五”規劃綱要》明確將“腦科學與類腦研究”納入“國家重大科技創新和工程項目”范疇，標志“中國腦計劃”全面啟動實施。2021年，國家“十四五”規劃《綱要》將腦科學確立為重要戰略方向，凸顯其在國家科技戰略布局中的關鍵地位。工業和信息化部從任務實施、標準推動和政策指引多方面推動腦機接口技術與產業發展。自2023年以來開展“未來產業創新任務揭榜掛帥”和“人工智能醫療器械創新任務揭榜掛帥”工作,將腦機接口技術作為重點方向。成立工業和信息化部腦機接口標準化委員會，加強腦機接口標準化建設，發揮標準對產業技術的支撐引領作用。2025 年7月，工業和信息化部聯合國家發展改革委、教育部、國家衛生健康委、國務院國資委、中國科學院、國家藥監局發布《關于推動腦機接口產業創新發展的實施意見》，提出五大重點任務和三個重點工程，有力推動技術創新與產業發展。2024年,科技部發布《腦機接口研究倫理指引》，從倫理層面為腦機接口領域的研究活動提供了規范框架，確保相關研究在遵循科學倫理原則的前提下有序開展。2025 年促進腦機接口產業發展的利好政策密集出臺。國務院辦公廳在《提振消費專項行動方案》中明確提及腦機接口，旨在加速推動該領域技術與產品的開發、應用及推廣。此外還印發《關于全面深化藥品醫療器械監管改革促進醫藥產業高質量發展的意見》，針對腦機接口設備提出予以優先審評審批，提升了產業創新效率。國家醫保局印發《神經系統類醫療服務價格項目立項指南(試行)》，為腦機接口技術單獨立項，為該技術在臨床領

域的廣泛應用提供支持。國家藥監局公開征求《關于優化全生命周期監管 支持高端醫療器械創新發展的舉措(征求意見稿)》的反饋意見，并批準《采用腦機接口技術的醫療器械 用于人工智能算法的腦電數據集質量要求與評價方法》醫療器械行業標準修訂項目立項，規范了腦機接口醫療器械的研發、生產與監管流程。

2.區域產業布局與試點探索

多地發布政策，指引腦機接口發展方向。2025年1月，北京市頒布全國首個專門聚焦腦機接口技術的政策文件--《加快北京市腦機接口創新發展行動方案(2025-2030年)》。方案明確將腦機接口作為發展重點，提出要加速研發進程，推動多領域應用。僅隔兩日，上海市發布《上海市腦機接口未來產業培育行動方案(2025:2030 年)》，聚焦未來產業培育，旨在通過政策引導和資源整合打造具有國際影響力的產業集群。2025年5月，四川省和山東省相繼印發《四川省腦機接口及人機交互產業攻堅突破行動計劃(2025-2030 年》《山東省腦機接口產業科技創新行動計劃(2025-2027年)》，為腦機接口產業的快速發展提供政策保障。

此外，國內多地也積極推動腦機接口產業發展。南通市政府牽頭組建了生物醫藥未來產業(長三角)創新聯合體，專門設立腦機接口工作方向，有利于整合長三角地區優勢資源，促進產學研深度融合和協同發展。湖北省、浙江省在 2025 年上半年相繼給出腦機接口的醫保定價，填補了腦機接口醫療服務價格空白，解決了因收費標準模糊而導致的產品落地難問題。明確的醫保定價為醫院采購腦機接口設備以及開展技術應用提供了清晰的成本參考，有助于增強醫院采購信心，推動腦機接口技術在醫療領域的進一步應用