“两步走”打造全国脑机接口产业创新高地,南京:“脑洞”大开!
只需意念控制,失去手臂的人能用仿生手指弹琴,游戏玩家可以盯着屏幕让人物移动;利用直达脑部的电刺激,癫痫患者能减少发作;站立观看视频,一份心理健康测评报告新鲜出炉……
这些都是脑机接口技术应用下的场景。今年初,脑机接口首次被写入“十五五”规划纲要,位列六大未来产业之一。电影《机械战警》里的科幻镜头,有望走进现实,甚至成为新的经济增长点。
国内多地对此早有布局。去年7月,南京在我省率先举办脑机接口产业培育大会,同年12月出台行动方案,明确提出“2027年建成科研和转化高地、2030年打造全国产业创新高地”的两步走目标。今年,我省把南京列为脑机接口产业的核心承载区之一。
这是科技变革加速演进下的新一轮产业机遇。南京如何抓住?
平台、临床是关键要素
脑机接口到底是什么?
简单说,它是在人脑与机器间,建立一条信息通道,从而对大脑神经信号进行解读。2024年,埃隆·马斯克的Neuralink公司完成全球首例脑机接口芯片人体植入手术,让这项新技术走进大众视野。
这是人类对人脑这一宇宙中最复杂“小宇宙”的新一轮探索。大脑内部800多亿个神经元如何协作?科学家对它的认知还停留在初级阶段。脑机接口将成为推开这扇门的钥匙。
交叉学科,是脑机接口的典型特征,横跨神经科学、生物医学工程、电子、计算机、人工智能、材料科学及临床医学等领域,这决定了脑机接口的产业化注定是一场长坡厚雪。它高度依赖基础科学研究,转化周期长、失败率高,考验着一座城市的长期主义。
南京早早打出一手牌。东大、南航等一批在宁高校院所中,藏着与脑机接口相关的3家省部级重点实验室。与此同时,南京近年来落地建设了三大核心创新平台,组成“3+3”的平台体系。
三家平台的定位各有侧重。南京大学脑机接口研究院,依托中国科学院院士,南京大学党委常委、常务副校长郑海荣团队组建,从事脑科学与信息技术的交叉创新。这是南京发展脑机接口的关键支撑,承担了“脑科学与类脑研究”国家科技重大专项等项目,已获批省、市重点实验室。
江苏脑机接口研究院,依托国家“两重”项目,由江苏省人民医院牵头,专攻临床转化与产业化,重点布局信号感知、神经调控、神经康复、运动康复设备、脑机融合智能等,服务重大脑疾病辅助诊疗、功能障碍康复。
江苏省类脑智能技术创新中心,依托北京大学分子医学南京转化研究院,聚焦脑感知、类脑计算、脑机交互、脑健康等前沿创新。去年,团队研制出多色微型化双光子显微镜,首次为活鼠的神经元与细胞器活动做了高分辨率“彩色直播”。目前,在神经信号编解码、BCI主芯片、脑功能成像等领域,南京已形成一批原创成果。
临床评价,决定了一款脑机接口产品能否顺利走向市场。在生物医药领域,医疗机构某种程度上扮演“链主”角色,通过开放临床场景,让企业开展产品验证。这是不可或缺甚至要人有我优的配套,而南京有一定优势。
南京有6家重点医疗机构建立了脑机接口临床研究伦理协作审查机制。东部战区总医院、鼓楼医院先后设立脑机接口临床研究型病房。南京脑科医院正建设市级脑机接口临床概念验证中心,省人民医院、东部战区总医院也各自成功实施了首例半侵入式脑机接口手术。
今年5月的2026全国脑机接口科技与产业创新融合大会上,南京揭牌了全国脑机接口科创联盟和医学联盟,最大程度汇聚临床资源,为企业创新提供便利。
各种路径跑出不同速度
采集读取脑电波,脑机接口可以有多种技术路径。
侵入式、半侵入式,是将电极直接植入大脑皮层或颅骨内、硬脑膜外,能直接采集高质量的大脑信号,甚至能捕捉到单个神经元的放电,精度高、延迟低,从临床角度来说,治疗效果最好。
在南京润启脑机科技有限公司,一根长约20厘米的针,有望让药物难治性癫痫的诊疗实现自动干预。
这根针叫颅内深部射频电极,将其定向植入颅内后,通过射频影像定位到异常脑电部位,内置芯片就自动控制着这根针,直接予以电刺激。“这样做的好处是,避免了先诊断、后治疗对颅部带来的二次创伤,癫痫病人也无需定期到医院诊疗,电极就留在颅内,自动干预常态化。”企业董事长张诚介绍。
润启脑机站在“小巨人”肩膀上。其母公司德文医疗,是国家级专精特新“小巨人”企业,凭借一根直径1.4毫米的消融针,成为肿瘤微创的国内龙头。而消融针的原理,与脑机接口异曲同工。
从消融针转向射频电极,形态虽然类似,概念仍大为不同。连针头的大小、粗细、型材,都要根据部位不同有所差异。这是向严肃医疗最精深处迈出的一大步。
尽管有着更理想的读取、解码精度,侵入式、半侵入式脑机接口技术,仍因其生物相容性、长期安全性等瓶颈,短时间内难以大规模推广。
目前,全球植入式脑机接口受试者累计不到200人。实现侵入式脑机接口医疗器械全球首发上市的上海博睿康,今年上半年的营收主力产品仍是非侵入式。
而非侵入式脑机接口,因为电极贴在头皮,脑电信号要依次穿过颅骨和头皮,衰减严重、噪声混杂,分辨率、信噪比、稳定性都不理想。尽管当前脑机接口市场刚刚起步,商业化较为早期,但长远来看,非侵入式的精度问题必须要解决。
南京给出了一个解决办法。南京大学郑海荣院士团队,选择了无创超声的技术路线,将超声能量精准汇聚到颅内10厘米深度的毫米级靶点,实现全脑神经信息双向读写。这项技术的关键硬件——高密度相控阵换能器,此前长期被国外垄断。如今该团队已完成全链条自主攻关,实现国产化替代。
在国内多地还在“卷”电、光、磁等介质的背景下,超声脑机有可能是南京弯道超车的路径。南京集聚了脑机接口相关企业50余家,这一规模与国内行业头部城市相比有一定差距。新的技术路线日渐成熟,一批从事超声脑机的企业正加速落地。
上个月,南京声渡医疗科技有限公司在栖霞区揭牌。创始人叶德庄,南京大学90后副教授、博士生导师,去年从美国回宁,带回一项技术——利用超声波结合微泡震荡,短暂打开人脑的血脑屏障,实现药物的无创脑部递送。过去,超98%的药物因血脑屏障的阻隔,送不进中枢神经系统,要么全身给药,要么就开颅。
按照时间表,声渡医疗要在两年内完成临床前实验,三年内启动注册报证,五年内取得超声血脑屏障开放Ⅲ类医疗器械证。
消费级产品最先落地
临床,是脑机接口的第一使用场景。但要看到,一款严肃医疗产品要获准上市,需要接连跨过长期安全验证、大样本临床随访、伦理审查等多重关卡,上市周期通常以五年起步。
以南京山海医疗科技有限公司为例,其自主研发的功能神经外科电生理记录和刺激设备“明瞳”,成功拿到脑机接口Ⅲ类医疗器械注册证,背后是十余年的潜心研发。“等得起、耗得起,才能熬到出头那天”,已成为业界共识。
但如果把技术稍微下放,不少人会觉得豁然开朗。在非医疗领域,特别是消费级市场,脑机接口大有可为。
在江苏东健脑际医疗技术有限公司,脑机接口被做在一顶名为“脑安盾”的安全帽上。
记者在该公司见到了安全帽的样品。帽檐内侧,紧贴人体前额叶的部位,分布着数枚电极贴片以及感知组件。不仔细看,与普通安全帽无异。
前额叶,被称为大脑的总指挥,主管计划、决策、注意力和情绪控制。数块电极贴片,用来采集头皮脑电信号,分析不同频段特征,辅助判断人员的疲劳度、注意力状态。
疲劳作业,是工业事故的重要诱因。而医学界有项共识,脑电波是疲劳的“第一信号源”。“这顶安全帽,可用于煤矿、建筑、油井等工业场景,疲劳预警准确率较高。”东健脑际创始人刘萌萌说。
所有数据最终集成于一个智慧管理平台。在这里,工人的身体状态被实时“送”到眼前,便于后台监测,为人员调整提供辅助依据。
“如果只把脑机接口应用在临床,那对它的想象就太窄了。”郑海荣告诉记者,脑机接口的本质是碳基生物智慧与硅基人工智能的深度融合,是人工智能突破现有瓶颈、迈向更高阶形态的抓手。
而对于人脑的认知和开发一旦打开,人们的想象力完全可以再丰富一些。例如,在航空航天、高危作业等领域,用意念辅助操控;在工业领域,让大脑控制机械臂、无人机、人形机器人;在消费电子领域,轻量化脑机穿戴设备有望催生新兴消费业态。
中国信息通信研究院、国家高性能医疗器械创新中心等发布的《脑机接口产业研究报告(2026)》指出,2025年全球脑机接口市场规模近30亿美元,2035年将逼近140亿美元,年复合增长率超16%。
而2024年的全球脑机接口应用中,非医疗健康场景占比52.38%。
戴上头环,意念集中,脑中所想就如同指令,隔空传达给游戏里的人物,让其移动、加速、停止。在南京芯脑智能科技有限公司,一款可穿戴游戏头环正进行最后的验证,预计明年春节后上市。
用意念玩游戏的案例国内外有过不少。2024年,一位受试者用Neuralink操作射击游戏《反恐精英2》;2025年初,上海一名癫痫患者用国产脑机接口玩起了《黑神话:悟空》等复杂游戏。
但这是在实验室条件下的理想场景。光是一顶动辄六位数价格的脑电帽,就足以劝退大多数人。回到日常,一根手指就能挑起来的小型头环,是能真正做到消费级的大众产品。
脑机设备中,一枚电极对应着一条导联通道,通道越多,对脑电信号的读取越精准。“但消费级的穿戴设备,以娱乐、交互为主,无需太高的技术要求。而且每多两个通道,成本就翻倍。”企业执行董事年翔宇说。该公司即将推出的首款可穿戴游戏头环,只有两个导联通道,但已经能控制游戏中的人物移动、射击。
消费级市场讲究成本低、轻量化,这要求脑机接口技术适当放下身段,让创新贴合消费者。“不是所有创业者都能卷人才、卷融资。做些能很快带来现金流的产品,让企业持续运转,也不失为一条生存之路。”年翔宇告诉记者,通过和南大等高校合作,企业做游戏内容,高校提供技术支持,这样的分工让产品换代周期缩短到半年以内。
集中力量办大事
今年上半年,国内脑机接口领域融资约64起,总金额72.53亿元,已超去年全年。投资机构普遍看好,一批“热钱”扎堆涌入这一行业。
资本的去向,一定程度上塑造了新的城市格局。
博睿康拿下“全球首证”,主动科技创下行业天使轮纪录,它们所在的上海,集聚了全国1/3的脑机接口企业,上半年融资事件数量和披露金额占全国近六成和四成。
智冉医疗、国科脑机、君柔科技、北卓医疗等企业先后在短时间内拿到多笔融资,再加上北脑一号、北脑二号等行业标杆,北京坐稳国内脑机接口前两席。
此外,估值超百亿元人民币的强脑科技,开辟超声脑机新路线的格式塔科技,也各自带领杭州、成都“上桌”。
相比之下,南京企业在资本市场的表现不算活跃。今年以来,南京企业有中科意象、山海医疗、声渡科技先后完成融资。
金雨茂物投资副总经理孙海顺参与投资了南京本地的十多家医疗健康企业,他发现,从山海医疗到左右脑再到德文医疗,南京企业更喜欢闷声“拿证”,把重心放在临床评价和产业化上。
孙海顺认为这反而是一种健康、可持续的发展逻辑。“脑机接口说到底还是靠技术驱动、产业驱动。资本热潮会很快退去,谁能在临床上有更好表现,谁的产品能切实解决哪怕一项医疗小难题,谁才能最后留在牌桌。”
但脑机接口又确实是一个“烧钱”行业。目前,南京市区两级已集聚超20亿元的专项产业基金,鼓楼区、栖霞区各有3000万元、2000万元的平台支持,与北京、上海产业基金整体资金盘相比仍有相当差距。
“有限资金要发挥出‘四两拨千斤’的效果。”南京鼓楼高新区产业三处处长万伟告诉记者,今年该区发布了10亿元的“鼓悦私募”未来产业基金,并成立了5亿元的天使基金,其中,后者重点投给那些已迈过概念验证门槛、即将走向临床评价的企业。
他解释,选择这一阶段的企业,是因为其产品已得到初步验证,同时又面临最“烧钱”环节。临床评价时,完成一例病人样本的成本动辄数千万元,却又是必须迈过的坎。
今年,南京成立了全国脑机接口资本联盟,吸纳丹麓资本、孚腾资本、君联资本、联想之星、轻舟资本等头部投资机构,构建多层次、全周期的资本保障体系。
“以脑机接口为代表的未来产业,是典型的人才、政策、资本密集型产业,说白了就是要源源不断地‘砸’钱、‘砸’人进去。没有一个重量级科学家,单凭企业难以有突破。”江苏脑机接口研究院副院长朱海华认为,要把所有优质资源聚焦在一个方向,发挥好“集中力量办大事”的制度优势,有效开展“有组织创新、有组织转化”。
南京目前建设的三大核心平台,分别位于江北新区、鼓楼区、栖霞区,周边均配备了产业化空间。有关人士建议,要建立跨区产业协调机制,统筹各方资源、打造核心承载区。今年5月,我省揭牌了首个脑机接口专业特色园区——江苏(南京)脑机智能科技创新园。
记者同时从多方渠道获悉,我省正围绕一批未来产业,每个产业部署一家先行发展集聚区,将带来财政支持、资源倾斜等,推动江苏脑机尽快取得新突破。
新华日报·交汇点记者 董翔 王丽华
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