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脑机接口(Brain Computer Interface,BC) 是一种建立大脑与外部设备之间直接通信通路的技术，其核心目标是解读大脑活动产生的意图或状态信息，并将其转化为控制外部设备的指令，或者将外部信息编码为特定的神经刺激信号输入大脑，从而对神经功能进行调控，以进行神经功能修复或增强。脑机接口技术根据最终实现

脑感知技术是通过电、磁、光、超声等手段采集和分析大脑信号，

从而解码出大脑意图。解码结果可用于揭示脑状态和输出意图，如揭示疲劳、情绪、认知等状态;还可被转化为控制命令，实现对无人机、轮椅等外部设备的控制。对大脑意图的解码结果还可以用于优化对大脑进行刺激的参数，使对大脑的神经调控更加精准，以实现神经功能的恢复、替代和增强，此类技术可视为脑调控技术。

1.脑感知技术原理与应用

脑感知技术以“解译脑机制”为前提，通过“利用脑信息”实现脑状态监测，涵盖电、磁、光、超声等多模态信号采集与成像技术。其核心目标包括脑功能状态评估、神经疾病预警诊断及人机交互控制，技术路径按侵入程度可分为有创与无创两大类。

电信号感知技术包含有创与无创两类。创新方向聚焦于电极材料、信号处理芯片及解码算法的协同优化，以提升信噪比与时空分辨率。磁信号感知技术包括超导量子千涉仪(SQUID)和新型原子磁力计这两类脑磁图仪(MEG)无创技术，创新方向聚焦于高通道密度、便携化及成本优化演进，同时探索量子传感等新型磁探测技术光信号感知技术包括功能近红外光谱(INIRS)无创技术，通过检测血红蛋白浓度变化间接反映神经活动，已广泛应用于认知科学研究。创新方向聚焦于INIRS与脑电图(EEG)、MEG的多模态脑成像系统融合，以提升时空动态解析能力。

超声信号感知技术通过超声多普勒效应检测血流动力学变化，

如脍中和鷯閂『茏硕玳脑血〕瑚流量、血氧水平，间接反映神经元代谢活动。需植入微型超声探头，多用于啮齿类动物神经活动监测，临床应用尚处探索阶段，

2.脑调控技术原理与应用

脑调控技术以“解析脑机制”为基础，通过“干预脑活动”实现神经功能调控。涵盖电、磁、光、超声、神经反馈等多模态刺激与信号调制技术。其核心目标包括神经与精神疾病治疗和认知功能增强，技术路径按侵入性可分为有创调控与无创调控两大类。

神经调控技术在早些年皆为开环调控，严格意义上，并不属于脑机接口技术，但随技术发展，脑起搏器、人工耳蜗等代表性技术正朝向感知闭环调控方向发展，因此将已出现明确闭环发展趋势的脑调控技术也纳入脑机接口范围，将其开环阶段视为脑机接口的早期形态。当前，基于电、磁、光、超声的神经调控技术和神经反馈技术,正在面向成瘾戒除、抑郁症治疗及阿尔茨海默病等疾病展开攻关以解决传统治疗效果有限的问题。但多数技术方案仍处于硬件优化、算法验证及临床前测试阶段,距离规模化产品落地仍面临多重挑战电调控技术分为有创和无创两类。典型的有创技术包括深部脑刺激(DBS)、脊髓电刺激(SCS)等。通过颅内电极直接施加电脉冲实现高时空分辨率干预。创新朝向微型化、无线化、生物相容性发展。无创电调控技术包括经颅直流电刺激(tDCS)、经颅交流电刺激(tACS)等技术。通过头皮电极施加微弱电流实现脑功能调

控，正在朝向高精度定位、便携化发展

磁调控技术包括重复经颅磁刺激(rTMS)、0爆发刺激(TBS)、模式化磁刺激(PTMS)等。通过时变磁场穿透颅骨，在皮层神经元中诱导感应电流，调节突触可塑性或神经振荡。创新朝向精准调控、实时闭环调控、脑深部调控发展。

神经反馈技术通过实时监测脑活动信号将神经状态转化为视觉听觉、触觉等反馈信息，引导受试者自主调节脑功能。创新朝向多模态融合轂镜、躕肀与虚拟现实集成发展

超声调控技术是通过机械振动或空化效应调节神经元膜通透性血流或血脑屏障功能，实现无创深部脑区调控。创新朝向多参数优化、实时影像引导、药物递送协同发展，目前处于前沿研发探索阶段光调控技术包括经颅光生物调节(tPBM)、光遗传学无创调控等技术。通过近红外光穿透颅骨，调节线粒体功能、氧化应激或神经元代谢，实现无创脑调控。创新朝向多波长联合刺激、实施反馈调控发展，目前处于前沿探索阶段。

(二)脑机接口技术具有创新、交叉、前沿三个特性脑机接口作为一项变革性技术，具备创新性、交叉性及前沿性三个特征。其创新性体现在为人机交互领域带来突破性变革，是未来产业布局中具有战略意义的重要发展方向。脑机接口技术可突破传统人机交互范式，在生物神经系统与外部的智能设备之间建立沟通桥梁，实现智能设备与神经系统的直接通信，精准获取大脑意图，并凭借颠覆性技术手段达成人体功能的辅助、增强与修复。脑机接口的交叉性特征显著，作为多学科深度融合的创新驱动引擎，有助于推动多学科间的紧密耦合与协同发展。在信号采集环节，需融合神经科学知识，以精准捕捉大脑产生的生物电信号;硬件设计方面工程学原理为系统构建提供物理基础:信号解码过程，则依赖计算机科学与神经编码理论的协同优化，实现从神经信号到可理解信息的有效转换;电极设计与制作环节，材料学发挥关键作用，确保电极具备良好的生物相容性和信号传导性能;信号传输过程，信息通信技术和云计算技术为其提供高效、稳定的数据传输与处理支持。此外，脑机接口技术的重大突破还引发了广泛的伦理争议，也将会带动伦理学与社会科学领域的协同探索与深入研究，共同应对技术发展带来的社会影响。脑机接口的前沿性体现为在未来科技革命中发挥引领作用，推动颠覆性技术突破。目前，双向脑机接口技术已取得重要进展，不仅实现了大脑向外部设备输出信号，还能让设备向大脑反馈模拟触觉等人工感觉信息，构建起更为复杂、高效的人机交互通道。不仅如此，脑机接口技术展现出在认知增强领域的巨大潜力。通过直接刺激大脑特定区域有效提升个体的记忆力和注意力水平，为改善人类认知能力提供新途径。此外，脑机接口有助于深入探索研究脑网络，未来有望在特定场景下探索群体意识与群体协作机制，为人类社会的组织与协作模式带来变革，

(三)美欧脑计划研究布局与投入

全球多国均认识到脑科学研究在科技发展与社会进步中的战略性，纷纷将其列为重点对象加以推进。例如，美国推出“推进创新神经技术脑研究计划”(简称“脑计划”)，欧盟实施“人脑计划(HBP)”，日本开展“Brain Minds”脑计划。各国均试图借助大规模的资金投入以及持续的技术研发驱动，深化对大脑工作机制的研究，并着力推进相关研究工具的开发与创新，

1.美国脑计划进展与挑战

美国依托“脑计划”大力推进脑科学研究及相关工具的研发工作。2013 年，美国正式颁布“脑计划”，在神经科学领域明确七个优先研发方向，以推动阿尔茨海默病、精神分裂症、孤独症、癫痫以及创伤性脑损伤等脑疾病治疗技术的进步

美国“脑计划”在实施进程中有明确的阶段性目标。在前五年该计划着重于工具的开发，以为后续研究奠定基础;在五年之后，其目标转向更为深入层次，即利用前期所开发的工具，深入探究大脑的工作原理以及各类脑疾病的致病机理。

2018年4月，美国“脑计划”正式开启第二阶段战略规划。为助力该计划加速达到预期目标，美国国立卫生研究院(NationalImnstitutes of Health，NIH)专门组建了名为 ACD 的咨询委员会( Advisory Committee to the National Institutes of Health Director ),为“脑计划”的实施推进提供专业指导与支持。

美国持续拨付的科研经费，体现了政府对脑科学研究及其医学临床转化应用的高度重视。在 2014-2023 年期间，美国政府对“脑计划”的投入累计超过40亿美元。这些投入经费明确划分为基础经费和补充经费两部分。基础经费在 2023 年之前呈现持续增长的态势自 2023 年起投入额度开始减少。与之形成对比的是，补充经费自2017 年开始拨付，此后逐年增加，2023年开始大幅增长，使得“脑计划”的 2023 年经费额度达到历史新高。补充经费来源于2016年12 月美国议会通过的《2lst Century Cures Act》(21 世纪治愈法案 )。该法案旨在为再生医学、“脑计划”、抗癌登月计划等四项科学研究提供 2017 至 2026 财年的长期资金支持。在这四项计划中，“脑计划”所获得的支持力度仅次于抗癌登月计划，累计获得 15.11亿美元的拨款。这一数据凸显美国政府对“脑计划”的重视程度。

截至 2024 年底，美国“脑计划”已资助超过 1300 个研究项目涵盖 168 所院校，在大脑相关研究工具、技术以及疗法领域不断取得突破性进展。在研究工具与技术方面，2020年，科研人员借助高通量投射电子显微镜，绘制出神经元回路图谱，为深入理解大脑神经连接机制提供基础。2021年，研究人员绘制出小鼠神经回路的结构与功能图谱，堪称全球规模最大、最为详细的连接组学数据集推动了神经科学领域对大脑复杂网络结构的认知。此外，还研发出大视场双光子成像显微镜，可在活体大脑中实现神经元亚细胞分辨率的钙成像，为实时观测大脑神经活动提供了工具。自2022年起美国“脑计划”的研究方向逐渐转向应用验证。深部脑刺激、脊髓电刺激等先进技术被应用于难治性抑郁症、卒中等疾病，取得了良好成效。科学家甚至还利用脑电信号重建出受试者所聆听的歌曲，这些成果展示了脑机接口技术的价值潜力。

在推动以脑机接口为典型代表的脑科学发展进程中，美国多部门展现出协同合作态势。美国国立卫生研究院(NIH)率领下属 10家研究所和中心在“脑计划”中发挥核心作用。同时，“脑计划”专门设立了多理事会工作组(Multi-Council Working Group,MCWG)，以统筹协调各方资源与力量。此外，美国国防高级研究计划局(DARPA)、食品药品监督管理局(FDA)以及美国国家科学基金会(NSF)等部门也从不同维度为“脑计划”提供支持。以美国 FDA 为例，2023 年,其启动了产品全生命周期咨询计划(TotalProduct Lifecycle Advisory Program，TAP)试点项目，以为医疗器械开发提供涵盖整个生命周期的专业指导，其指导范围广泛，涉及研发、营销、运营、质量管控、业务拓展、保险规划、临床研究设计以及审批等多个关键环节。参与 TAP 计划的指导单位除 FDA 外,还包括美国神经外科医师协会等在内的其他 61 家专业机构。在该试点项目中,超过九成的参与者能够在提出咨询请求后的 14 天内获得专业回复，提高了医疗器械开发效率。2024年3月，美国FDA正式加入“脑机接口协作社区”。该社区的参与方涵盖脑机接口领域的头部企业、医疗机构、患者团体以及投资方等多方主体，构建形成“技术验证-审批-商业化”的闭环体系，有助于加速脑机接口技术从实验室研发到实际应用的转化进程，临床转化的关键环节得以打通，有效解决监管指导流程缓慢、融资渠道不畅等难题。

自 2025 年起，美国的“脑计划”或将受到经费削减、人才外流

等影响。以美国国立卫生研究院(NIH)为例，2025 年第一季度，其科研经费同期减少 18亿美元,很多在研项目暂停，高校科研间接费用拨款被砍削，差旅费与设备采购费受到严格限制。以往订购实验小鼠或显微镜零件仅需2周，如今需6个月，部分实验室甚至因资金链断裂而面临关闭危机。从白官 2026 财年预算提案来看，科研经费呈现缩减趋势，或将影响到“脑计划”等科研项目。国际顶级学术期刊《自然》的调查结果显示，1608名科研人员中，75.3%的人表示正在考虑离开美国，另寻科研发展之地。在受访的 690名研究生中，548 人表达了离开美国的意向;在340名博士生中，255 人明确表示选择离开。

2.欧盟脑计划协作机制与成果

2013 年,欧盟发起了一项为期十年的“人脑计划”(Human BrainProject，HBP)，该计划作为欧盟“地平线 2020”框架计划下的旗舰项目之一，总投资额达 11.4 亿欧元。截至 2023 年项目结束，共有来自 19 个国家的 155 个研究机构、500 余位研究人员参与其中。这一计划推动了脑科学领域多学科的交叉融合，构建起高效的协同创新网络。

在成果产出领域，不同国家的科研团队在多个关键方向取得进内展加愴叹能港校窭唱朏鳌斎啞衮埼懂政意ệ颇跫椾権评估方面，意大利与比利时的科研人员构建了一套高灵敏度的意识评估方法，借助磁刺激技术与脑电图(EEG)技术，对

复杂的大脑反应进行精准测评,为深入理解意识状态提供技术手段在脑机理论研究层面，德国科学家绘制了人类三维大脑图谱，全面呈现了人类大脑的微观结构、复杂的连通性以及各脑区的功能特性,有助于研究人员与临床医生之间建立沟通的桥梁。法国科学家基于患者的解剖结构、结构连接以及大脑动力学数据，为药物难治性癫痫患者定制出个性化大脑计算模型，模型能够精准模拟患者在癫痫发作期间大脑的异常活动模式，从而为外科手术提供精确的定位依据，提高手术的成功率与安全性。在人机协同研究方面，“人脑计划”聚焦于机器人行为控制、认知学习以及人机协同等前沿领域。西班牙、荷兰、英国和意大利的科研人员将脑科学与机器人技术融合，机器人具备记住地点的能力，显著提升其自主导航性能，为未来智能机器人的发展开辟新路径。在疾病治疗领域，瑞士联邦理工学院洛桑分校(EPFL)开发出个性化的脊刺激模型，使截瘫患者重新获得站立和行走的能力，为脊髓损伤患者带来希望，也为神经康复医学的发展做出贡献。

在科研产出方面，欧盟的“人脑计划”成果丰硕，共促成3137项出版物问世。其中，发表于《Nature Neuroscience》《Neuron》等国际顶级学术期刊的论文超过 400 篇。在15 个国家催生了92项专利,这些专利覆盖多个前沿领域，包括但不限于脑机接口技术、多模式神经调节技术、神经形态计算、癫痫发作预测技术、医学图像分析技术、肢体康复技术、睡眠优化策略、辅助外骨骼装置以及神经成像技术等。这些成果不仅推动了脑科学研究的发展，也为相关技术的临床应用与产业化奠定基础。搭建了具有重大战略意义的EBRAINS 神经信息学平台。该平台在多个欧盟国家部署节点，构建起覆盖广泛、高效协同的网络体系。平台汇聚了数百种工具，为科研人员开展前沿研究、解决复杂科学问题提供便捷的数据共享渠道与研究支持服务。部分工具在脑科学研究领域占据关键地位，值得科研界予以高度关注

(四)中国脑机接口政策与区域发展布局

1.国家政策体系构建

党中央和国务院重视以脑机接口为代表的未来产业发展，多次就其发展做出重要指引。脑机接口是当前科技领域的前沿热点，其研究和发展需要攻克一系列基础理论和关键技术难题,具有前沿性创新性、高成长性、战略性和不确定性等特点，是未来产业发展的典型代表，是推动我国科技水平迈向世界前沿的重要力量。习近平总书记在中共中央政治局第十一次集体学习中明确指出，要着力培育壮大新兴产业，积极布局建设未来产业，以此不断完善我国的现代化产业体系。这一战略部署不仅体现了国家对科技创新和产业发展的高度重视，也为我国未来产业的发展指明了方向。

多部委协同发力，为脑机接口技术指引方向，并着力营造有利发展环境。2016 年，我国《“十三五”规划纲要》明确将“脑科学与类脑研究”纳入“国家重大科技创新和工程项目”范畴，标志“中国脑计划”全面启动实施。2021年，国家“十四五”规划《纲要》将脑科学确立为重要战略方向，凸显其在国家科技战略布局中的关键地位。工业和信息化部从任务实施、标准推动和政策指引多方面推动脑机接口技术与产业发展。自2023年以来开展“未来产业创新任务揭榜挂帅”和“人工智能医疗器械创新任务揭榜挂帅”工作,将脑机接口技术作为重点方向。成立工业和信息化部脑机接口标准化委员会，加强脑机接口标准化建设，发挥标准对产业技术的支撑引领作用。2025 年7月，工业和信息化部联合国家发展改革委、教育部、国家卫生健康委、国务院国资委、中国科学院、国家药监局发布《关于推动脑机接口产业创新发展的实施意见》，提出五大重点任务和三个重点工程，有力推动技术创新与产业发展。2024年,科技部发布《脑机接口研究伦理指引》，从伦理层面为脑机接口领域的研究活动提供了规范框架，确保相关研究在遵循科学伦理原则的前提下有序开展。2025 年促进脑机接口产业发展的利好政策密集出台。国务院办公厅在《提振消费专项行动方案》中明确提及脑机接口，旨在加速推动该领域技术与产品的开发、应用及推广。此外还印发《关于全面深化药品医疗器械监管改革促进医药产业高质量发展的意见》，针对脑机接口设备提出予以优先审评审批，提升了产业创新效率。国家医保局印发《神经系统类医疗服务价格项目立项指南(试行)》，为脑机接口技术单独立项，为该技术在临床领

域的广泛应用提供支持。国家药监局公开征求《关于优化全生命周期监管 支持高端医疗器械创新发展的举措(征求意见稿)》的反馈意见，并批准《采用脑机接口技术的医疗器械 用于人工智能算法的脑电数据集质量要求与评价方法》医疗器械行业标准修订项目立项，规范了脑机接口医疗器械的研发、生产与监管流程。

2.区域产业布局与试点探索

多地发布政策，指引脑机接口发展方向。2025年1月，北京市颁布全国首个专门聚焦脑机接口技术的政策文件--《加快北京市脑机接口创新发展行动方案(2025-2030年)》。方案明确将脑机接口作为发展重点，提出要加速研发进程，推动多领域应用。仅隔两日，上海市发布《上海市脑机接口未来产业培育行动方案(2025:2030 年)》，聚焦未来产业培育，旨在通过政策引导和资源整合打造具有国际影响力的产业集群。2025年5月，四川省和山东省相继印发《四川省脑机接口及人机交互产业攻坚突破行动计划(2025-2030 年》《山东省脑机接口产业科技创新行动计划(2025-2027年)》，为脑机接口产业的快速发展提供政策保障。

此外，国内多地也积极推动脑机接口产业发展。南通市政府牵头组建了生物医药未来产业(长三角)创新联合体，专门设立脑机接口工作方向，有利于整合长三角地区优势资源，促进产学研深度融合和协同发展。湖北省、浙江省在 2025 年上半年相继给出脑机接口的医保定价，填补了脑机接口医疗服务价格空白，解决了因收费标准模糊而导致的产品落地难问题。明确的医保定价为医院采购脑机接口设备以及开展技术应用提供了清晰的成本参考，有助于增强医院采购信心，推动脑机接口技术在医疗领域的进一步应用