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B003 【路线之争】把电极塞进脑子之前,先想想你能接受多近的距离

来源:公众号 PSY-Brain_Frontier | 发布:2026-07-18 | 原文链接

图1

把电极塞进脑子之前,先想想你能接受多近的距离

一个高位截瘫的人想发一条微信。他不动一根手指,只靠“想”,屏幕上的光标就移过去了。

这个画面听起来像 2076 年的事情。其实就在今年 7 月 13 日,复旦大学附属华山医院开出了全球首张侵入式脑机接口(BCI)的处方——博睿康 NEO 系统完成全球首例商业化临床手术。Neuralink 自 2024 年开植入人体以来,到 2026 年累计已经完成 21 例。脑虎科技的患者已经能跨越 800 公里,在上海和南昌之间用脑信号下一盘象棋。

热闹是热闹,但绝大多数人还是搞不清:为什么有的 BCI 戴个帽子就行,有的要开颅? 答案其实只有一句话——

电极离神经元越近,信号越准,代价越大。

下面我会沿着这个逻辑,把脑机接口的四条技术路线全部拆给你看。全文用一个贯穿的类比:把大脑想象成一间正在开会的屋子,你想偷听里面在说什么——

听清多少、付出什么代价、能干什么活,全看你选了哪一档。


图2

一、先搞懂:信号是怎么被“偷听”的

大脑里有大约 860 亿个神经元,它们工作的时候会产生两种东西:电和化学信号。BCI 主要偷听的是电——具体说,是大量神经元同步放电时产生的电位变化。

神经元自己单个说话声音非常小(微伏级),但几万个一起喊,就能被外面感知到。问题在于:感知的方式决定了你能听到多清楚。

想象一下会议的比喻:

中间这层东西——颅骨、脑脊液、硬脑膜——就是会议室外面的玻璃墙和空气。它们会让信号衰减、变形、混入噪声。所以“放得越深 = 信号越清楚”这件事,是被物理学决定的,不是工程师偏好。

但越深也意味着:

  1. 创伤越大

(要开颅、要穿破脑组织) 2. 异物反应越强

(大脑是免疫特区,会“包”住电极) 3. 长期稳定性越差

(电极被包裹后信号会衰减) 4. 伦理和监管越严

(毕竟是改写大脑)

这四条约束,构成整个 BCI 行业的技术-商业-伦理张力。


图3

二、非侵入式:戴个帽子就能“读脑”吗?

最常见的非侵入式 BCI 就是脑电图帽(EEG)——一顶布满电极的头套,通过导电胶或干电极接触头皮,读取大脑的电活动。

优势显而易见:没有创伤、不用手术、便宜、可穿戴、能立刻上手。所以也是商业化最成熟的赛道。

缺点同样显而易见:颅骨像一个低通滤波器,把高频、精细的信号几乎全滤掉了。空间分辨率低到厘米级——你能知道“运动皮层那一大片在活动”,但分不清是哪 1000 个神经元在说。

代表玩家:

(杭州/波士顿):头环类产品主力,覆盖教育(FocusZen 专注力训练、开星果孤独症干预)、健康(深海豚睡眠仪)、消费级仿生肢体(智能仿生手、轻凌智能仿生腿)。是哈佛创新实验室孵化的华人团队,2015 年成立。 * 海外阵营

:Emotiv、Neurosky(消费级 EEG)、Kernel(近红外 fNIRS 路线)。

能干的事,集中在几个不需要精细信号的场景:

(学生上课有没有走神) * 冥想 / 睡眠分期 * 粗粒度的运动想象

(想象左手动 vs 想象右手动,识别率 80% 左右,能做简单遥控) * 认知评估

(筛查早期认知衰退) * 神经反馈训练

(让 ADHD、孤独症儿童通过游戏化训练调节脑状态)

非侵入式 EEG

头皮上的“玻璃墙外偷听”
核心:零创伤、可穿戴、低成本、低分辨率。

听着好像只是“玩具级”?其实在中国,非侵入式是政策主推的路线。2025 年 8 月工信部等七部门联合发文,重点支持的方向就是便携式、可穿戴、低门槛。这背后是另一种思路:让几亿人都能用上,比让一千人用上顶尖科技更普惠。


图4

三、半侵入式:在墙上开个小孔——ECoG

ECoG 的全称是 Electrocorticography,皮层脑电图。原理是:在颅骨上开一个几厘米的小窗,把一片柔性电极阵列贴在大脑皮层表面——但不刺进脑组织。

这相当于把麦克风从窗外搬到了墙里。信号质量比 EEG 好一个数量级:

:毫米级(能分辨单个脑沟回的信号) * 时间分辨率

:依然毫秒级 * 带宽

:能拿到高频段(high-gamma, 70-200 Hz)的细节,这部分对解码精细运动至关重要 * 信噪比

:比 EEG 高 10 倍以上

ECoG 内部还要再细分一档——电极放在哪一层:

硬膜外(Epidural)

电极贴在硬脑膜外面(即颅骨内壁)。博睿康 NEO 用的就是这条——7 月 13 日华山医院那台全球首例商业化植入手术,就是硬膜外。

为什么博睿康选硬膜外?三个字:更安全。

代价是:信号比硬膜下稍弱(隔着一层硬脑膜),但对运动皮层这种本身信号就强的区域,硬膜外已经够用。

硬膜下(Subdural)

电极穿过硬脑膜,直接贴在大脑皮层表面。脑虎科技(NeuroXess)的“三全”系统用的就是这条——2026 年 7 月已进入 NMPA 创新医疗器械特别审查程序的“绿色通道”,并在华山医院启动了多中心 GCP 注册临床试验(联合 12 个省份 15 家中心)。

硬膜下的好处是:信号最强、空间分辨率最高、能做精细解码。所以脑虎那例 800 公里远程脑控象棋、那个让截瘫教师重拾画笔的第二例临床突破,都靠的是硬膜下贴片的精细信号。

代价是:要打开硬脑膜,手术难度、感染风险、脑脊液漏的概率都比硬膜外高一档。

✅ ECoG 路线的中美分野
博睿康 NEO-ONE SCI(硬膜外):2026 年 3 月 13 日拿下全球首张侵入式 BCI 注册证;适应症是颈段脊髓损伤四肢瘫;4 月完成医保备案,7 月 13 日开出首张处方,已纳入“沪惠保”。
脑虎“三全”(硬膜下):全植入、全无线、全功能;2025 年底完成首例植入;2026 年 6 月第二例临床突破(截瘫教师重拾画笔);6 月实现跨城 800 公里象棋对弈;7 月进入 NMPA 创新通道。

ECoG 适合什么活?

(让瘫痪患者控制机械臂、光标、气动手套——博睿康 NEO 配的就是气动手套) * 语音解码

(高密度 ECoG 可以解码“想说”——斯坦福、UCSF 在这方面已经做到了 78 词/分钟、25% 错误率) * 癫痫病灶定位

(这是 ECoG 的老本行,已经用了二十多年)

注意,ECoG 不进入脑组织这一点,让它在伦理和监管上比侵入式“软”一档。这也是为什么中美很多玩家把它当作“侵入式的安全替代品”来押注。


图5

四、介入式:从门缝塞根线进去——Synchron 的巧思

这是最容易被忽略、但也最聪明的一条路线。

Synchron(纽约)的方案叫 Stentrode:从颈部血管(颈静脉)插入一根导管,沿着血管一路推到大脑上矢状窦——也就是大脑顶部主要静脉所在的位置。然后把一个网状的电极阵列从导管里释放出来,电极就贴在血管内壁上,从血管外面“听”大脑皮层的电信号。

这相当于:不用开颅、不用穿破任何脑组织、完全从血管通路进。手术跟装心脏支架差不多,心脏内科医生就能做。

优势:

:创伤接近血管介入手术级别 * 可逆性

:理论上可以取出来 * 普及性

:不依赖顶尖神经外科医生

局限:

,质量和 ECoG 类似,介于 EEG 和真正皮层内电极之间 * 电极位置被血管解剖结构限制

(你只能把电极放到血管能到的地方,主要是运动皮层上方) * 通道数有限

(Stentrode 16 通道左右,远低于侵入式) * 长期稳定性

:电极在血流里,要面对血栓、纤维化的问题

Synchron Stentrode

血管里搭便车的电极
核心:从血管进,不开颅,跨学科借道。

这个路线的精髓是“绕开开颅”——把所有最硬的风险(神经外科手术、脑组织损伤)全部规避掉。在一个监管机构对“开颅”二字天然敏感的医疗市场,这种巧思有非常大的商业价值。

国内在血管介入式 BCI 这条路上的玩家目前还很稀缺,多数团队仍集中在侵入与半侵入式。


图6

五、侵入式:坐到神经元对面

终于讲到真正的“硬核”路线了——把电极直接插进大脑皮层。

侵入式电极有几种形态:

:一片 10×10 的硅针阵列,约 100 个通道,刚性,长久以来的“行业标准”。Blackrock Microsystems 是这个领域的老牌玩家。 * 密歇根阵列(Michigan Probe)

:薄膜状柔性电极,可做到更高通道数。 * Neuralink N1

:比硬币还小的芯片,里面有 64 根超细柔性线(每根线约 5-6 微米粗,比头发丝还细十几倍),总计 1024 个通道,用手术机器人“R1”植入。

侵入式能拿到什么级别的信号?

——这是神经科学里的“金标准”,你能听清每一个神经元在哪一秒、在说什么 * 时间分辨率

:亚毫秒 * 空间分辨率

:单细胞级别 * 带宽

:理论无限(取决于你能记录多少通道)

代价是什么?也是最贵的:

  1. 开颅手术风险

(感染、出血、脑水肿) 2. 长期异物反应

:大脑会形成“胶质瘢痕”(glial scar)把电极包起来,几个月到几年后信号会衰减 3. 电极断裂、移位 4. 伦理监管最严 5. 成本高昂

(机器人手术、单次手术消耗大)

Neuralink 是这条路线的全球代表:

但要注意:Neuralink 至今仍处于临床试验阶段,尚未获得医疗器械上市批准。而博睿康 NEO 已经获批上市。在“监管批准”这个节点上,2026 年的中国走在了前面。

国内侵入式玩家:

侵入式目前能干的事,是 BCI 里最炸裂的:

但——它也是被监管、伦理、商业化卡得最死的一条。


图7

六、四条路线对比:没有最好的,只有最合适的

维度 非侵入(EEG) 半侵入(ECoG) 介入(血管) 侵入(皮层内)
会议室比喻 墙外听 墙上开孔 门缝塞线 进屋坐对面
创伤 无 中(开颅小窗) 低(血管介入) 高(开颅+穿脑组织)
信号质量 低(厘米级) 中高(毫米级) 中 极高(单细胞)
带宽/通道 低(数十通道) 中(数百通道) 低(16 左右) 高(千级通道)
典型玩家 强脑 BrainCo、Kernel 博睿康、脑虎 Synchron Neuralink、阶梯医疗
商业化进度 已规模化 已上市(NEO) 临床试验 临床试验
主要场景 教育、健康、消费 运动代偿、语音 辅助通信 高速 BCI、精细控制
长期风险 几乎无 异物反应可控 血栓、纤维化 胶质瘢痕、电极失效

没有一条路线是“最好”的。它们是在 创伤 ↔ 信号质量 ↔ 可及性 这个不可能三角里,做不同的取舍。

未来 5-10 年,会是四条路线并存的格局。真正的胜负不在技术高低,而在:哪个路线能在自己的场景里把成本、安全、可及性跑通。


图8

七、材料之战:为什么“软”是关键

聊到侵入式和半侵入式,必须单独讲一节电极材料——这是行业里最容易被外行忽略、但决定长期稳定性的核心战场。

传统犹他阵列是刚性硅针。问题在于:

包起来之后:

所以行业从 2015 年后几乎一致转向柔性电极。几个方向:

(聚酰亚胺、Parylene C)——和脑组织力学更接近 * 蚕丝蛋白电极

——中科院上海微系统所陶虎团队、美国 Tufts 大学 Omenetto 团队等开发,植入后可降解,留下导电网络 * 水凝胶电极

——导电率接近组织,免疫反应更弱 * 碳纳米管 / 石墨烯

——超高导电率,可做到微米级电极点 * 超高密度微阵列

——首都医科大学附属北京天坛医院联合斯坦福、天津大学研制的 2 微米级电极点阵列,是目前世界上精度最高的柔性可拉伸微阵列电极之一

“软”这件事的重要性,怎么强调都不过分。它直接决定了:

  1. 能不能用 5 年、10 年而不是 18 个月
  2. 能不能不开颅只微创植入
  3. 能不能把更多通道塞进更小的体积
  4. 能不能不引发慢性炎症

ℹ️ 柔性电极的核心价值
**机械匹配 → 抑制免疫 → 抑制胶质瘢痕 → 维持长期信号 → 避免二次手术。**这是一条因果链,每一环都关乎生死。

中国在柔性电极这一波并不落后。脑虎科技、博睿康、阶梯医疗、暖芯迦、芯生视界——基本上都是柔性路线。某种意义上,中美 BCI 的技术差距,在材料学这一层是接近的,差距更多在系统集成和工程化(手术机器人、芯片、电池、无线传输)。


图9

结语:四条路,同一个大脑

回到那个会议室。

你站在门外,想知道里面的人在说什么。

墙外听,能听到掌声和模糊的人声——这是非侵入式,价格便宜,所有人都能用。
墙上开个小孔,麦克风伸进去——这是 ECoG,博睿康和脑虎告诉你,这是中国今年最具确定性的临床落地方案。
从门缝塞一根线——这是 Synchron 的巧思,不开颅也能听清一部分。
推门进去坐到对面——这是 Neuralink 的极致,能听到一切,但你要付出最高代价。

没有最好的路线。只有最合适的场景。

未来 5 年,这四条路线会同时跑:非侵入式吃掉消费和健康市场,半侵入式吃掉医疗康复市场,介入式吃掉对开颅敏感的中度患者,侵入式留在顶尖医疗和研究机构。

而真正改变行业的,未必是哪条路线赢了——而是材料学、芯片、算法、临床监管、医保支付,哪条腿先迈到能大规模铺开的临界点。

2026 年的中国,恰好站在这个临界点的前夜。博睿康的“首张处方”、脑虎的“绿色通道”、阶梯的“史上最大融资”——不是终点,是起跑线。

下一场赛事的观众席,已经坐满了人。


资料来源:

分享人:脑思客

审核:PsyBrain 脑心前沿编辑部

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