近日因知名投资人马斯克创立的Neuralink公司获准脑机接口临床实验，将脑机接口这一历史悠久却一直不温不火的领域推上了风口浪尖。
行业背景
脑机接口由来已久，有迹可循的历史最早可追溯到冷战时期美苏飞行员头盔配置辅助战斗控制系统，在战斗机空中苟斗时避免飞行员四肢迟钝或麻木导致贻误战机，利用头盔内置头皮脑电读取系统辅助进行火控。
简而言之，脑机接口就是实现有生物功能的脑组织与电子设备间直接信息交互的系统。脑机接口将大脑中的神经元或神经束电信号采集传出并解析，也可以将光、声等信号处理为电信号后传输给大脑，即脑机接口包括即脑电信号采集或发送系统，和相应类型的脑电信号处理系统。
进入21世纪后，脑机接口高速发展，尤其是非侵入式脑机接口在医疗、教育、生活、居家等领域广泛应用，例如癫痫治疗、睡眠监测等。侵入式脑机接口在伦理上和手术技术等局限，产业化的发展相对缓慢。
近年来，随着神经科学、材料学、医学信息学的不断发展，以及影像、康复、通信、机械、自动控制等学科的支持，侵入式（植入式）脑机接口功能逐渐丰富，开始了向临床应用的尝试。现在主要面向于瘫痪患者的辅助运动系统、神经退行性疾病患者的神经修复和康复治疗、视觉和听觉障碍患者的“人工眼”“人工耳”等。
技术路线简介
图片引用自《2022脑机交互神经调控前沿进展白皮书》上海神经科学学会等著
脑机接口常采集的信号主要有：头皮脑电信号（ Electroencephalogram, EEG ）、皮层脑电信号（Electrocorticography, ECoG）、神经元动作电位（Spikes）以及局部场电位（Local field potential, LFP）等。不同信号所包含的数据量（以及噪音）不同，采集难度不同，应用场景也不同。
头皮脑电的采集是一个相对成熟的技术，而经颅电刺激将信号传入大脑是目前一个热点研究方向，例如电脉冲辅助治疗、共振皮层调节、射频消融等。无创脑机接口是接受度最高的方法，也是应用范围最广的技术。
侵入式脑机接口根据刺激部位不同，包含脑刺激、脊髓刺激、迷走神经刺激等；根据植入方式不同，脑刺激分为硬脑膜植入、介入式、皮层内植入等。根据应用场景，侵入式脑机接口主要有运动皮层信号采集、视听觉模拟信号输入、卒中后和神经退行性疾病电刺激治疗等。
行业现状
目前已有3家企业将脑机接口推进至临床阶段，分别为Neuralink、Onward、Synchron，核心技术路线各不相同。
Neuralink已经实现了深入皮层的植入式柔性电极，以M型倒钩固定，并已成功演示猴脑植入后操作外机械臂。根据相关报道，其电极在接收信号的同时，还能尝试通过电信号刺激辅助受损的神经网络重建。
Onward致力于创伤后神经功能恢复，在皮层脑电信号电极和脊髓修复领域发力，为脊髓损伤患者提供运动恢复方案。
Synchron是走介入式的路线，将支架电极置入并将脑电信号通过天线传出，以帮助瘫痪或ALS等患者。目前报道借助其脑机接口可进行文字交流。
