遥想13年前《阿凡达》面世，鲜有耳闻的前沿技术，比如动作捕捉、3D摄影，还有超越时代并贯穿整个剧情的“脑机接口”。5G时代的到来，将科幻电影中的场景一个个变为现实，通过VR技术和元宇宙的发展，人类已经可以进入平行的虚拟世界“模拟人生”。在以2154年作为故事背景的《阿凡达1》中，脑机接口技术让人类突破身体的局限，变得更高、更快、更强。天马行空的电影桥段。

2022年，随着《阿凡达：水之道》的热映，脑机接口被大家再次谈起。

12月15日，Synchron宣布超额认购的7500万美元C轮融资，由ARCH Venture Partners领投，盖茨旗下风投Gates Frontier、贝索斯旗下Bezos Expeditions、Reliance Digital Health Limited、Greenoaks、盛大集团和墨尔本大学等近20家现有投资者参与了本轮融资。

据了解，Synchron的新一轮融资将加速其首个平台产品Switch BCI的开发，并启动一项关键的临床试验。而一旦FDA的关键实验成功，其设备预计最快能在2024年获得商业批准并正式上市。

Synchron CEO Thomas Oxley博士表示，全球约有1亿人患有上肢损伤，他们都可能从这项技术中受益。“我们非常高兴能与ARCH这个世界级的财团合作，将这项技术带给需要它的人。”

自2016年相继正式成立以来，Synchron总被拿来与马斯克的Neuralink作对比。

首先在资本市场上，Synchron至今的融资总额为1.45亿美元；Neuralink则在2021年7月就获得了2.05亿美元的C轮融资，融资总额约2.64亿美元。

其次在项目进展上，今年7月份Synchron已经完成了在美国患者身上做的第一例（第五例，前四例在澳大利亚）植入手术；Neuralink则仍在苦苦寻求美国监管机构的人体实验批准。

更为重要的是，Synchron的成功率达100%，并且截至目前完成手术的患者们均未出现任何副作用；Neuralink则由于在动物身上试验过于残忍，今年2月遭美国负责任医学医生委员会（PCRM）提交投诉，指控Neuralink及其主办大学九次违反了美国联邦动物福利法。

值得一提的是，在Synchron完成美国首例手术后，有报道称，马斯克就一项潜在的投资与他们展开洽谈。结果是，马斯克没来，盖茨和贝索斯却是果断入局。

1、脑机接口关键技术

脑机接口作为新兴技术，为大脑与外部直接交互提供了新的解决思路，在新一轮的技术升级中被给予厚望。脑机接口产业落地有赖于关键技术的突破和革新。目前全球在脑机接口关键技术研究方面发展蓬勃，但依然存在亟需解决的若干问题。对此，业界也正在尝试多种手段予以突破。

脑机接口关键技术包括采集技术、刺激技术、范式编码技术、解码算法技术、外设技术和系统化技术。其中，采集技术研发重点包括采集端和信号处理端。采集端常规技术手段包括电采集、磁采集、近红外采集等手段，其中电采集为主流研发方向，磁和近红外等采集技术因为成本和技术成熟度等制约，距离应用落地相对更远。

1）采集技术

植入式电极：植入式微电极是脑机交互的关键基础，被广泛应用于基础神经科学、脑疾病的诊断治疗以及脑机交互通信等领域。植入式微电极通过将以离子为载体的神经电信号转换为以电子为载体的电流或电压信号，从而获取大脑神经电活动信息。

2）范式编码技术

大脑的各种思维与响应活动千变万化，且同时发生，因此很难直接从中准确解码特定类型的活动。在脑机接口系统中，用范式来表征对预定义的大脑意图的编码方案。范式定义为：在编码任务中，对希望识别的大脑意图用可检测、可区分、可采集的脑信号予以对应，从而实现对大脑意图的可识别输出。在过去的几十年中，出现了许多脑机接口范式，常见典型的有运动想象范式、稳态视觉诱发电位范式、P300 范式。这些范式往往根据是否有外部刺激和辅助而分为被动式和主动式范式。

3）解码算法技术

卡尔曼滤波器成为当前主流解码方法。以运动控制为例，早期的植入式脑机接口解码大都使用维纳滤波器线性解码系统。此类解码系统不包含运动学过程模型，而是将群体神经元的反应作为输入，将空间坐标内的运动速率作为输出，通过最优线性估计的方法进行解码。早期很多脑机接口实验室都用该方法进行解码。

4）刺激技术

脑深部电极刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）一种非常具有代表性的植入式电极刺激技术。DBS 通过植入体内的脑起搏器发放弱电脉冲，刺激癫痫、帕金森的病灶脑区，抑制病灶区神经元的异常无规则放电，进而抑制相关症状，使患者恢复自如活动和自理能力。

5）非植入式电极

非植入式电极应用场景广泛。非植入式电极不需要进行手术植入，直接放置于头皮上即可进行脑电信号采集，因此也称为无创电极，其安全无创特性更易被使用者接受，因此在非临床脑疾病诊疗、消费级脑科学应用等场景中得到了广泛的应用。

6）芯片

随着集成电路技术的快速发展以及电路与神经科学融合研究的持续探索，脑信号采集技术朝着微型化、轻量化、高通量、分布式采集的方向不断前进。针对脑机接口的应用、算法、硬件以及范式的研究内容也逐渐丰富，植入式与非植入式脑机接口系统通过电极与采集硬件对脑信号进行采集、处理和解码，从而实现对脑科学基础理论、脑疾病以及脑控外设的探索与研究。脑信号采集芯片是将脑信号直接转化为数字信号的核心硬件，也是脑信号读取与解码，脑部疾病诊断与调控所依赖的工具。

7）刺激技术

脑深部电极刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）一种非常具有代表性的植入式电极刺激技术。DBS 通过植入体内的脑起搏器发放弱电脉冲，刺激癫痫、帕金森的病灶脑区，抑制病灶区神经元的异常无规则放电，进而抑制相关症状，使患者恢复自如活动和自理能力。

2、中国脑机接口技术位列国际先进水平

“在介入式脑机接口研究领域，中国达到了国际先进水平，我们基本上是同时跟澳大利亚展开相关科研的。我认为介入式脑机接口也是未来发展的趋势。”

而谈到脑机接口技术的未来应用，段峰认为它会最先广泛应用于医疗领域，而能最快看到成果的也是这一领域，“比如在瘫痪患者康复这一块。”

国内较先一步将脑机接口技术产业化的博睿康科技（常州）股份有限公司（以下简称：博睿康）也和段峰有着相似看法，他们认为未来脑机接口技术最先落地的产品多数在医疗领域。

公司董秘李佳斌还提到他们正在研发的最新产品除了用于癫痫的神经调控，也能帮助高位截瘫、渐冻症患者进行肌肉方面的康复或是与外界进行一定的沟通。

据悉，博睿康是一家专注于脑机接口研发的高新技术企业，近日刚刚获得数亿元的C轮融资。目前，他们产品面向的客户主要是科研机构和医院。

除了博睿康外，近年在资本市场上备受关注的Synchron、BrainCo等脑机接口主流企业也大都将产品布局于医疗健康领域。如Synchron专注于研发“静脉植入式”脑机接口装置，用以治疗包括肌萎缩侧索硬化症（ALS）在内的瘫痪患者，帮助他们恢复某些机体功能；BrainCo的产品则覆盖康复、健康、学习三个领域，康复领域产品的主要用途是为残疾人康复、孤独症等脑疾病提供解决方案。

而从创新医疗、世纪华通、汤姆猫等上市公司与脑机接口科研团队合作情况看，医疗也是被主要关注的领域之一。

为什么脑机接口主流企业不选择消费、电子、娱乐等更有市场想象力的C端领域？李佳斌认为影响的因素有很多，包括无创级脑机接口的通讯速率难以满足消费者更高级的使用需求、脑机接口仪器收到高质量脑电信号的环境条件日常生活中难以满足、目前人类对大脑的认识无法支撑更多样的消费级产品的开发等。

在遥远的将来，当人类对大脑的了解足够全面深入，脑机接口设备也能更便捷准确地接收到大脑信号，或许将脑机接口技术运用于娱乐、消费领域的产品就会应运而生。彼时，像《阿凡达》中用“意识”控制另一具身体，甚至是将“意识”转移的场景也会映入现实。

除了来自资本市场的助力，脑机接口也在政策层面持续不断地获得支持。

2022年9月，上海市印发的《上海打造未来产业创新高地发展壮大未来产业集群行动方案》提出，加速非侵入式脑机接口技术、脑机融合技术、类脑芯片技术、大脑计算神经模型等领域突破。探索脑机接口技术在肢体运动障碍、慢性意识障碍、精神疾病等医疗康复领域的应用。

目前，脑科学研究阵营也逐渐从美欧两强，转变为美欧亚三足鼎立的局面。中国目前在脑科学领域的论文发表数量已经紧随欧美，专利申请更是仅次于美国，已经跻身脑科学大国的行列。

文章来源： 猎云网，封面新闻，智东西