腦機接口的中美競速：誰在定義人機共生的未來？

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2026年開年，兩場跨越太平洋的技術發布會震撼全球：馬斯克在X平臺高調宣布Neuralink腦機接口設備啟動大規模量產，13名植入患者已能憑意念打字、玩游戲，信號傳輸速率創下每秒8比特的紀錄；幾乎同時，中國復旦大學附屬華山醫院的手術室里，一位高位截癱8年的患者通過國產“全植入、全無線、全功能”腦機接口系統，用意念操控電腦光標“碾壓”了用手柄操作的研發負責人，還能精準調節智能家居的溫度與模式。

這場科技競賽儼然已超越實驗室層面，成為中美兩國在前沿科技領域的實力對決。從技術路徑到商業邏輯，從政策支持到臨床應用，中美兩國走出了兩條截然不同卻同樣震撼的發展道路，共同將腦機接口從科幻電影拉入現實。

今年1月1日，馬斯克突然在X上宣布：Neuralink的腦機接口設備將于今年大規模量產。截止到現在，Neuralink已經為13名患者植入了腦機接口設備。他們可以用“意念”打字、瀏覽網頁、玩游戲（圖源：X）

一、美國：極致性能導向，開啟量產時代

作為腦機接口概念的發源地，美國憑借數十年的技術積累、成熟的資本市場和完善的監管體系，在侵入式技術路線上占據先發優勢，正從臨床試驗向規?；慨a全面邁進。

技術突破：侵入式路線的極致追求

美國企業在侵入式腦機接口領域的技術突破集中體現在高通道、高精準和自動化三大方向。Neuralink作為行業標桿，其核心系統N1植入芯片集成1024個信號采集通道，搭配Thread柔性電極與R1手術機器人，形成了完整的技術閉環。最新升級的手術機器人將單根電極植入時間從17秒壓縮至1.5秒，配備6套顯微鏡和OCT掃描技術，能在毫秒級追蹤大腦運動，精準避開血管，手術適配全球99%人群。截至2025年底，已有13名患者植入該設備，累計使用時間超1.5萬小時，最高每周使用時長突破100小時。

除了Neuralink的“開顱植入”路線，美國企業還探索出多條差異化侵入式路徑。Precision Neuroscience開發的Layer7皮質接口，將1024個電極嵌入厚度僅為頭發絲五分之一的柔性薄膜中，通過顱骨上小于1毫米的微縫植入大腦表面，無需開顱或穿透腦組織，2025年4月獲得FDA批準，成為同類產品中首個獲全面監管許可的設備，已在37名患者中完成測試。Synchron則開創血管內植入路線，其Stentrode設備通過頸靜脈介入手術送達大腦運動皮層附近血管壁，無需開顱，手術僅需兩小時，患者第二天即可出院，截至2025年已完成10例植入，患者成功用意念操控蘋果Vision Pro頭顯。

在信號采集極限上，Paradromics的Argo系統創下紀錄，可同步記錄65536個通道的神經信號，是Neuralink的64倍，數據傳輸速率達30Gbps，相當于為大腦搭建了“光纖高速公路”，2025年6月在密歇根大學完成首例人體測試。而Subsense則另辟蹊徑，開發基于納米顆粒的非手術腦機接口，通過鼻腔給藥讓納米顆粒穿過血腦屏障，實現雙向腦機交互，累計融資2700萬美元，有望打破“精度與創傷”的傳統矛盾。

下圖：Neuralink 采用侵入式腦機接口技術，其核心在于將微型芯片與柔性電極植入大腦皮層，實現高分辨率神經信號的雙向交互。整個系統圍繞“信號采集—處理—通信—反饋”形成完整閉環（圖源：BClduino腦機接口社區）

產業優勢：資本、生態與監管的三重加持

美國腦機接口產業的成熟度體現在完善的生態構建上。資本層面，行業累計融資已超30億美元，Neuralink單輪融資達6.5億美元，估值接近90億美元；Precision Neuroscience、Synchron等企業也獲得數億美元級投資，投資方包括ARK Invest、貝佐斯家族基金等頂級資本。產業鏈層面，形成了從上游柔性電極、專用芯片，到中游算法解碼，再到下游醫院、康復中心的完整布局，尤其是半導體工藝的突破，讓3立方毫米的硅芯片可集成65536個電極，數據吞吐量提升100倍。

監管體系的成熟為技術落地提供了關鍵保障。FDA早在2021年就發布《植入式腦機接口設備指南》，明確非臨床測試到人體試驗的完整流程，設立De Novo、510(k)、PMA三類上市路徑。2025年Precision Neuroscience的Layer7-T皮層電極通過510(k)審核，標志著腦機接口核心部件獲得常規醫療使用資格；Neuralink、Synchron等企業均獲得IDE臨床許可，在不同技術路線上推進人體試驗。

應用布局：從醫療康復到人機融合

美國企業的應用場景布局呈現“醫療打底、增強突破”的特點。短期聚焦重癥患者治療，Neuralink的受試者已能通過意念控制機械臂書寫單詞、處理郵件、繪制設計圖；Synchron的患者實現用意念發郵件、瀏覽網頁，甚至打出人類歷史上第一條腦控推特“Hello World”。中期則瞄準功能增強，Neuralink正在研發言語解碼項目，計劃在言語皮層植入電極，將內心想法直接轉換為文字或語音；Blindsight研究獲得FDA突破性醫療器械認證，目標通過刺激視覺皮層讓盲人恢復視覺，甚至感知紅外波段。

長期來看，美國企業的愿景直指人機深度融合。馬斯克提出，未來Neuralink可控制任何電腦或手機控制的設備，甚至讓癱瘓患者操控特斯拉人形機器人Optimus；Subsense則計劃為健康個體打造腦機接口，實現大腦狀態主動調控、與AI直接思維交互、記憶云端存儲等功能，開辟“神經增強”新賽道。

下圖：Neuralink開發了R1機器人來執行植入：這臺“縫紉機式”設備每分鐘可植入約6根導線，自動識別并避開血管，完成手術僅需數小時（圖源：硅谷101）

二、中國：安全實用導向，實現彎道超車

中國腦機接口產業雖起步較晚，但憑借政策紅利、臨床資源優勢和差異化技術路線，在短短幾年內實現從跟跑到并跑，部分領域甚至實現領跑，形成了“非侵入式先行、侵入式追趕、半侵入式突破”的獨特格局。

技術突破：安全與實用并重的創新路徑

中國企業在技術路線選擇上避開美國的正面競爭，聚焦更符合醫療實際需求的安全化、微創化方向。腦虎科技推出的“三全”腦機接口系統，實現全植入、全無線、全功能一體化設計，將電池模塊與主控設備分離，置于胸部皮下，避免發熱單元緊貼大腦，顯著提升長期安全性。該系統術后1天即可轉入普通病房，5天首次開機便成功實現意念操控，受試者腦控解碼速率達5.2 BPS，與國際頂尖水平相當，2026年初完成首例臨床試驗，患者可流暢刷B站、玩游戲、控制智能家居。

在侵入式領域，中國企業實現從二維到三維的跨越。階梯醫療作為全球第二家進入臨床試驗階段的侵入式腦機接口公司，其超柔性電極尺寸僅為頭發絲的1/100，彎曲剛度低至10nm，通過3-5毫米顱骨穿刺孔即可完成微創植入，術后患者經過3周訓練，光標操控水平接近普通人使用觸摸板的狀態。2025年，中科院團隊的第二例侵入式臨床試驗取得突破，實現意念操控輪椅遛彎、指揮機器狗取外賣，端到端延遲壓縮至100毫秒以內，低于人體生理延遲。

半侵入式路線成為中國特色優勢領域。芯智達“北腦一號”將128通道柔性電極放置在硬腦膜外，不直接接觸腦組織，已完成6例人體植入，成功為漸凍癥患者開展中文言語解碼；博睿康的NEO系統通過硬膜外微創植入，32名頸部脊髓受損患者術后100%實現居家腦控抓握，可自主吃飯、喝水、捏起小鋼珠，徒手狀態下雙手功能總分顯著提高10.71分，有望2026年獲批全球首張三類醫療器械證。

在特色技術方面，中國企業在漢語言解碼和腦聯網領域實現全球領先。腦虎科技實現解碼速度達常人兩倍的實時在線漢語言解碼，靜默狀態下每分鐘可輸出300個漢字；上海與福建兩地已成功實現跨地域“腦聯網”，兩位患者通過數字分身進行實時對話。天津大學與清華大學聯合研發的雙環路腦機協同演進框架，打破傳統腦機接口1小時使用限制，實現6小時持續穩定操控，解碼準確率提升20%，能耗降低1000倍。

下圖：腦虎科技創始人陶虎（右）與患者游戲對戰（圖源：機器人大講堂）

產業優勢：政策、臨床與產業鏈的協同發力

中國腦機接口產業的快速崛起離不開國家戰略的強力支撐。2025年7月，工信部等七部門聯合印發《關于推動腦機接口產業創新發展的實施意見》，明確2027年關鍵技術突破、2030年形成產業體系的兩步走目標；“十五五”規劃將腦機接口列為六大未來產業之一，升維為國家戰略。政策落地層面，2026年1月1日《采用腦機接口技術的醫療器械術語》正式實施，建立統一行業標準；湖北、浙江、江蘇等多地將腦機接口醫療服務納入醫保支付，侵入式置入費最高限價6600元/次，為臨床推廣奠定基礎。

豐富的臨床資源成為技術轉化的核心優勢。中國擁有全球最大的患者群體和完善的醫院體系，華山醫院、宣武醫院、天壇醫院等頂級醫療機構與企業深度合作，形成“醫工協同”模式。僅北京天壇醫院的腦機接口評估門診就接到3000多名患者預約，大量臨床數據加速算法迭代和產品優化。相比歐美，中國臨床成本更低，試驗推進速度更快，為技術快速成熟提供了土壤。

產業鏈布局日趨完善，形成從核心器件到整機系統的自主能力。硬件方面，中科院深圳先進技術研究院研發出可拉伸的“神經蠕蟲”動態電極，打破植入式電極“靜態”傳統；西安交通大學開發的垂直有機電化學晶體管，覆蓋所有已知生物神經的刷新頻率范圍。軟件方面，浙江大學發布全球首臺神經元規模突破20億的類腦計算機，天津大學提出情感腦機接口可解釋性模型，在抑郁癥檢測中表現優異。企業層面，強腦科技實現非侵入式產品量產，2022年高精度設備銷量突破10萬臺；腦虎科技、階梯醫療、芯智達等企業形成梯隊化發展格局。

下圖：首都醫科大學附屬北京天壇醫院神經外科主任醫師楊藝的腦機接口評估門診（圖源：央視財經中國好醫生）

應用布局：聚焦民生需求，重構康復生態

中國腦機接口的應用布局始終以醫療剛需為核心，形成“康復替代-功能重建-健康管理”的梯度拓展。在運動功能恢復領域，上海中山醫院借助腦脊接口技術實現全球首例完全截癱患者站立行走；首都醫科大學宣武醫院為漸凍癥失語患者完成全球首例無線植入式中文言語腦機接口手術，患者重新“說”出“我要吃飯”。在認知功能修復領域，華山醫院與上科大團隊實現漢語語句文本解碼，將漢語腦機接口從“字”拓展至“句”的層面。

消費級應用場景快速落地，形成差異化優勢。強腦科技的仿生靈巧手REVO2操作精度達0.1mm，承載能力20kg，支持觸覺反饋，已應用于殘疾人康復；其開發的“開星果”系統成為孤獨癥兒童康復的重要工具，臨床驗證可顯著改善社交溝通能力。柔靈科技的可穿戴腦電睡眠監測設備、深海豚智能安睡儀等消費級產品已實現量產，海外收入占比達40%。

拓展應用領域不斷拓寬，從醫療向多場景延伸。華東理工大學通過腦機接口與混合現實技術融合，實現對機器狗的高效穩定控制；中科院團隊將腦機接口應用于腦深部腫瘤邊界精準定位，完成全球首例相關臨床試驗；南京山海醫療的"明瞳"設備成為國內首個獲批的腦機接口III類醫療器械，用于深腦電生理記錄與刺激。

下圖：得益于上海中山醫院微創腦脊接口技術，通過在患者腦部特定區域微創植入電極，精準采集大腦發出的運動信號，借助先進且復雜的算法對信號進行深度解碼，精準無誤地作用于受損脊髓下方的神經組織，激活下肢指令性活動。林先生成為全球首例完全截癱患者恢復站立行走的案例，對我國374萬脊髓損傷、全球近2000萬患者而言，無疑是巨大的鼓舞（圖源：中山醫院）

三、中美核心差異：路線選擇背后的理念碰撞

中美在腦機接口領域的競爭，本質上是技術理念、發展模式和價值導向的深層差異。

技術路線：極致性能vs安全平衡

美國走的是“極致性能優先”的技術路線，以侵入式為核心，追求最高的信號精度和通道密度。Neuralink將電極直接植入腦組織，Paradromics的65536通道系統創下紀錄，這種路線能獲取最清晰的神經信號，但面臨手術風險高、免疫排異、長期穩定性等挑戰，首例Neuralink患者出現85%的電極信號回撤，暴露了技術穩定性隱患。美國企業認為，只有突破性能極限，才能實現人機深度融合的終極目標，因此愿意承擔更高的技術風險。

中國選擇的是“安全實用優先”的差異化路線，以半侵入式和微創侵入式為主，在信號質量與安全性之間尋求最佳平衡。腦虎科技的“三全”系統、芯智達的硬膜外電極方案，均避免直接損傷腦組織，手術風險顯著降低，博睿康的NEO系統32例植入患者無器械相關不良反應。中國企業認為，腦機接口首先是醫療設備，必須以安全性和實用性為前提，只有讓患者敢用、能用，才能實現技術的規?；占啊?/p>

發展模式：市場驅動vs政策引領

美國采用“市場驅動+資本賦能”的發展模式，企業主導技術研發和商業化進程，資本市場提供充足資金支持，形成“研發突破-資本加注-臨床推進-量產落地”的良性循環。Neuralink的量產計劃完全由企業自主推進，FDA的監管框架為技術創新提供清晰邊界，這種模式決策效率高，創新動力強，但也存在追求短期商業回報、忽視民生需求的傾向。

中國實行“政策引領+醫工協同”的發展模式，國家戰略提供方向指引和資源支持，高校、科研院所與醫療機構深度合作，形成“臨床需求-技術攻關-產品轉化”的閉環。政策不僅在規劃層面布局，還通過醫保支付、標準制定等具體措施加速落地，這種模式能集中力量攻克核心技術，快速滿足重大民生需求，但需要平衡政策引導與市場活力的關系。

價值導向：人機增強vs醫療普惠

美國的價值導向更偏向“人機增強”，目標是通過技術突破人類生理極限，實現健康人群與AI的深度融合。馬斯克設想未來人類通過腦機接口提升思維速度，應對超級人工智能的挑戰；Subsense計劃為健康個體提供大腦狀態調控服務，開辟“神經增強”市場。這種導向能激發技術極限創新，但也引發倫理爭議，如認知增強可能加劇社會不平等，思維數據隱私面臨泄露風險。

中國的價值導向聚焦“醫療普惠”，核心是用技術解決殘疾人、重病患者的實際困難，讓技術成為康復重建的工具。從截癱患者的站立行走，到失語者的重新表達，再到孤獨癥兒童的康復訓練，中國腦機接口的每一步突破都直指民生痛點。這種導向符合醫療倫理，容易獲得社會認同和政策支持，但需要在技術普惠的基礎上，進一步探索可持續的商業模式。

下圖：2025年，加州大學伯克利分校和舊金山分校的團隊創造了一個突破：一位因中風失語18年的女士，靠腦機接口重新“開口說話”?？茖W家在她的大腦語言區域植入了256個電極，AI實時把她腦中的電信號翻譯成語音的最小單位——音素，準確率超過90%。再結合大語言模型和N-gram模型，讓系統理解上下文、自動修正錯誤。最后一步，用她過去的錄音訓練出一個語音克隆版本——用她自己的聲音，把想說的話讀出來。結果整體準確率高達97%，延遲不到一秒，她在家里就能和家人聊天，不需要工程師在旁邊調試（圖源：硅谷101）

四、以人為本：科技競爭的終極歸宿

應該說，這場跨越太平洋的科技競速，并不是零和博弈的輸贏之爭，而是人類用技術突破生命局限的共同探索。美國的極致創新推動著技術邊界的拓展，中國的務實路線讓先進技術更快惠及民生，兩者互補共生，共同將腦機接口從實驗室推向應用場。

腦機接口的終極價值，不在于創造多少科技奇跡，而在于讓癱瘓者重新站立，讓失語者重新表達，讓殘障者重獲尊嚴。當我們看到Neuralink的患者用意念玩《文明VI》長達9小時、中國的截癱患者通過腦機接口“碾壓”手柄玩家、漸凍癥患者重新說出“我要吃飯”，這些瞬間之所以震撼，不在于技術的炫酷，而在于技術對個體生命的尊重與賦能。

未來的腦機接口產業，既需要美國式的極限創新，突破性能瓶頸，探索人機共生的無限可能；也需要中國式的普惠實踐，讓技術落地生根，惠及更多普通患者。技術路線可以不同，但價值導向終將趨同——科技的發展終究是為了讓生命更完整，讓生活更美好。正如神經科學先驅拉蒙·卡哈爾所言：“只要大腦的奧秘尚未大白于天下，宇宙將仍是一個謎。”而解開這個謎題的過程，正是人類用科技照亮生命困境的過程。

（封面圖源：慧智微電子）

原創作者：上海產業轉型發展研究院常務副院長

責任編輯：胡珊毓

策劃審核：夏 雨

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書號：ISBN 978-7-5765-1676-0

出版：同濟大學出版社

出版時間：2025年7月

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