马斯克完成第一次脑机接口设备人体移植

虽然人类还没有理解大脑的操作机制，但脑接口已经解决了现实世界的问题。

1月29日，马斯克在社交媒体平台X上（Twitter）据说其脑机接口公司Neuralink已经完成了第一次脑机接口设备人体移植，参与实验的志愿者恢复良好。

一月三十日，这一消息导致国内脑机接口及创新医疗相关企业市场大幅上涨。

一、脑机接口原理

所谓“脑机接口”（BCI），它是通过在大脑中植入一个小电极，利用电流与计算机和脑细胞互动。它是一种直接在大脑和外部设备之间建立通信的技术。该接口可以识别大脑的电信号，并将其转换为驱动计算机或机械设备操作的命令。简单地说，大脑接口是将人们的思想转化为实际行动的工具。

脑接口的工作原理主要分为三个步骤：信号采集、信号处理和命令执行。首先，通过脑电信号采集设备，如电极帽，采集大脑电信号。这些信号被处理和分析，以提取有用的信息，如用户的意图、情绪等。然后，根据这些信息生成控制命令，驱动外部设备进行操作。

从马斯克脑机接口项目的操作过程来看，机器人“R1”操作植入物“N1”植入大脑区域。植入约15分钟后，N1中的芯片将用于记录大脑信号，并将其无线传输到Neuralink的解码运动意图应用程序。解码大脑信号后，应用程序通过蓝牙连接控制外部设备。患者使用Neuralink应用程序，通过蓝牙连接控制外部鼠标和键盘，从而做他们想做的事情。

从外观上看，植入物“N1”只有一枚硬币大小，内部小电池可以通过袖珍感应充电器从外部无线充电。Neuralink官方网站说：“它可以完全植入，外观看不见，可以让你随时随地控制计算机或移动设备。”

“N1”植入物

机器人“R1”的关键部分是头部和针状物，包括5个摄像系统的光学器件和传感器，以及光学元件；针状物比人的头发更薄。Neuralink表示，“R1”可以可靠有效地将“N1”的细线插入所需的位置，这是手无法做到的。

机器人“R1”

二， 脑机接口的核心环节

计算机接口硬件层包括计算机采集设备、外部控制设备；软件层包括生物信号分析、处理算法、操作系统和软件等。

2.1脑电采集

根据脑电采集方法，脑接口可分为侵入式和非侵入式。

(1)侵入性技术主要应用于医疗领域。

(2)非侵入性采用贴附电极的方式，简单易行，安全无创，可广泛应用于康复训练、教育娱乐、智能生活等领域。

2.2、BCI芯片

BCI芯片涵盖模拟、数字、通信等多种功能，主要实现脑电信号预处理(放大、滤波、模数转换、编码等)、信号通信等环节。

但由于目前对脑信号的模拟和写入研究有限，还没有完全闭环。

三、脑机接口应用场景

(1)医疗:帮助患者恢复肢体功能，提高认知能力。

(2)娱乐:可作为游戏和VR设备的控制器，让玩家通过思维互动。

(3)教育:可用于认知、注意力等方面的培训。

据了解，成千上万的人正在排队植入马斯克脑接口公司的脑植入物。首先是医疗帮助。据估计，全球脑接口医疗应用的潜在市场规模预计将在2030年达到400亿美元，2040年达到1450亿美元。

目前，运动功能的恢复和增强是脑接口在医学领域最受欢迎的应用方向。主要面向中风、瘫痪、肌无力、癫痫、帕金森病等疾病患者。

它背后的原理可以简单地理解为，当患者的大脑在做运动想象时，用脑设备刺激他们相应的瘫痪部位，重新连接原本断裂的神经回路。

例如，当患者想象抬起手臂时，刺激瘫痪的上臂。经过一段时间的积累，大脑运动皮层与瘫痪上臂的神经元之间的连接将被重建。然后，当患者想抬起手臂时，手臂就会抬起。

根据信通院的报告，在运动功能恢复和增强领域，非侵入性解决方案已经实现了业务实施。

一个著名的案例是，一名瘫痪的年轻运动员利亚诺·平托在2014年巴西世界杯开幕式上穿着机械盔甲完成了世界杯的开幕式。

四， 目前脑接口的挑战

(1)人脑有800~1000亿个神经元，分析脑接口收集的数据仍处于探索阶段。

(2)侵入式电极有手术风险，可能发生免疫反应或感染。

(3)非侵入性获取的脑电信号质量差，容易受到外界干扰。

(4)安全问题:脑接口可以获取用户的各种信息，如果泄露或滥用，会严重损害用户的隐私和安全。

四、相关概念股：

目前a股脑机接口相关上市企业31家，2022年总营业收入约76.56亿元，同比下降-7.96%；归属于母公司的净利润为-49.31亿元，同比下降177.22%。

据预测，到2040年，中国脑接口纯设备市场规模预计将达到560亿元，年均复合增长率约为21%。

脑接口产业链包括非植入式电极、数字芯片、数据库及相关算法、机器人、脑采集平台、脑接口设备、医疗保健、康复培训等。

非植入式电极公司主要包括宁矩科技、脑虎科技、阶梯医疗、脑陆科技、创新医疗；

数字芯片公司主要包括Neuralink、NeuroSky、复旦大学、中电云脑、东方中科；

数据库及相关算法公司主要包括牛诺科技、中电云脑、科大讯飞；机器人公司主要包括Neuralink；、天津大学；

主要包括Neuralink、braingate、Synchron、神念科技、博瑞康、国宁矩科技、嘉禾智能；

脑接口设备公司主要包括柔灵科技、品驰医疗、强脑科技、读通智能、脑陆科技、振泰智能、盈趣科技、中科信息；

医疗卫生公司主要包括三博脑科和博济医药；

康复培训公司主要包括有趣的技术和国际医学。

以行业优质公司为例:

科大讯飞：中国人工智能领域的骨干，国家智能语音开放创新平台的创始人。

三博脑科：国内著名的神经专科医疗集团，累计完成神经外科手术量居全国前列。

中科信息：引入医疗脑机接口技术，布局智能行为分析、脑认知、脑机接口等方向，打造智能医疗整体解决方案。

东方中科：公司与灵溪科技在类脑芯片产品、硬件产品、算法及解决方案等领域进行了深入合作。

佳禾智能:全资子公司思派康拥有发明专利脑电波采集通信系统和通信帧的生成和读取装置。

盈利科技：目前，与天津大学医学部、海河实验室正在开展人工神经康复机器人、脑疲劳驾驶监测、数字脑电图机等创新项目的初步研发和项目交流。海涵财经