脑机接口行业专家交流纪要202407041脑机接口标准化技术委

1、脑机接口标准化技术委员会筹建脑机接口专家委员会的筹建是必要的，随着全球对脑机接口技术的重视，中国有必要成立这样的专家组。 专家组将由临床专家、技术专家（包括材料、信息、图像、大数据等领域）以及医疗器械监管专家组成 。 该委员会的标准将为未来脑机接口产业的发展提供明确方向。2、全球脑机接口技术对比脑机接脑机接口行业专家交流纪要20240704 1、脑机接口标准化技术委员会筹建脑机接口专家委员会的筹建是必要的，随着全球对脑机接口技术的重视，中国有必要成立这样的专家组。 专家组将由临床专家、技术专家（包括材料、信息、图像、大数据等领域）以及医疗器械监管专家组成 。 该委员会的标准将为未来脑机接口产业的发展提供明确方向。2、全球脑机接口技术对比脑机接口技术分为侵入式和非侵入式两大类。中国在脑机接口的学术研究、专利数量和研发投入上与发达国家有差距。中国的研究主要由国家支持，而发达国家多为公司自发研究。 目前，侵入式脑机接口在全球范围内尚未实现产业化，仅处于临床试验阶段。侵入式脑机接口技术难度较高，需要复杂的电极技术，要求高安全性和稳定性。美国在临床应用研究方面领先，但也未实现产业化。 中国在这一领域正在跟进，差距逐渐缩小。3、脑机接口技术路径及应用侵入式脑机接口技术复杂，主要通过植入电极实现，技术难度和安全性要求高。 非侵入式脑机接口技术相对成熟，主要通过电极帽采集脑电波，应用广泛但技术层次较低。单向脑机接口主要用于监测和诊断大脑活动，帮助瘫痪者控制假肢等设备。 双向脑机接口不仅传输信息，还能调控大脑，实现信息双向交流，应用于治疗神经类疾病如帕金森和抑郁症。 4、产业链及芯片依赖脑机接口产业链上游的芯片材料对海外依赖较大。非侵入式脑机接口芯片问题不大，但专用高端芯片仍有差距。 未来需关注专用高端芯片的研发，以提高脑机接口技术水平。 专用芯片在脑机接口中的应用要求高性能、高精度、小功耗和小体积。目前中国在这方面仍需加强投入和研发，以缩小与发达国家的差距。 5、电极材料及技术发展侵入式脑机接口电极材料需兼顾生物相容性、柔软性、弹性、导电性和稳定性 。 未来需提高电极密度、灵敏度，减少电极尺寸，并确保长期稳定性。非侵入式脑机接口电极材料需兼顾电特性、舒适性和便捷性。 未来发展方向包括柔性材料、干电极和微结构设计，以提高信号采集质量。6、半侵入式脑机接口半侵入式脑机接口兼具侵入式和非侵入式的优点，安全性较高，信号质量好，受试者接受度高。 未来可能成为主流方向，但仍需解决临床应用中的技术和安全问题。7、商业化应用及挑战目前中国脑机接口研究主要由科研院所和国家基金支持，企业参与较少。商业化应用面临技术复杂性和高研发成本的挑战。 国内脑机接口企业面临的主要挑战包括技术可靠性、伦理审查标准高、安全性检测机构少、产品进入临床条件苛刻等。 这些问题在一定程度上拖慢了临床转化速度。8、人工智能与脑机接口的结合人工智能与脑机接口技术相互促进。 人工智能可以显著提高信号处理和解读的准确性和效率，优化脑机接口系统的反馈机制，提高用户体验 。 未来，人工智能将是脑机接口发展的重要方向。Q：能否请陈院长解读一下脑机接口标准化技术委员会的筹建方案？A：虽然我没有参与这个方案的筹建，但从筹建的必要性来说，随着全球对脑机接口科技产业的重视，我们国家完全有必要成立这样的专家组。 我相信这个专家组会由几方面的专家组成，包括脑科学临床专家、脑机接口技术专家（涵盖材料、信息 、图像和大数据等领域），以及医疗器械监管方面的专家。 通过这个专家组标准的建立，将为脑机接口产业的发展制定明确的方向。我会关注这方面专家委员会的动态，并在未来与大家分享。 Q：全球侵入式和非侵入式脑机接口技术路径及解决方案，并举一些国内外领先的脑机接口公司例子？A：目前全球脑机接口技术主要分为侵入式和非侵入式两大类。 侵入式脑机接口需要通过手术将电极植入大脑皮层，能够提供高精度的信号传输，但风险较高，适用于严重神经损伤患者。 非侵入式脑机接口则通过头皮电极等方式进行信号采集，安全性高，但信号精度相对较低，适用于一般研究和应用。 在全球范围内，侵入式脑机接口的代表公司包括美国的Neuralink和Synchron，这些公司在微电极阵列和无线传输技术方面有较大突破。 非侵入式脑机接口的代表公司则有美国的Emotiv和中国的BrainCo，这些公司在脑电波信号处理和应用方面处于领先地位。 国内方面，除了BrainCo，还有一些高校和科研机构也在积极推进脑机接口技术的研究和应用。Q：国内在脑机接口研究方面与发达国家的差距主要体现在哪些方面？A：国内在脑机接口研究方面与发达国家的差距主要体现在学术研究、资金投入和临床应用三个方面。 首先，在学术研究方面，国内的专利数量和发达国家相比仍有差距。 其次，资金投入方面，国内主要依赖国家支持，而发达国家更多是公司自发研究。 最后，在临床应用方面，国内的脑机接口技术尚未产业化，尤其是嵌入式脑机接口技术还处于临床试验阶段。 此外，非侵入式脑机接口技术相对成熟，但主要应用于医疗康复领域，尚未大规模产业化。Q：目前国内在脑机接口产业链上游的依赖程度如何？A：目前国内在脑机接口产业链上游，特别是芯片方面，对海外依赖程度较高。 虽然在非侵入式脑机接口的通用芯片方面问题不大，但在高端专用芯片方面仍有较大差距。 国内在专用高端脑机接口芯片的研发和产业化方面需要进一步加强投入和研发，以提高整体技术水平。Q：单向和双向脑机接口的发展成熟程度有何不同？A：单向脑机接口主要用于从大脑向外界传输信息，如监测和诊断大脑活动，并将相关信号转化为外部设备信号，主要应用于医疗康复领域，帮助瘫痪者通过脑电波控制假肢和轮椅等设备。 双向脑机接口则涉及信息的双向传输，既可以从大脑向外界传输信息，也可以将外界信息反馈给大脑。相对而言，单向脑机接口技术较为成熟，而双向脑机接口技术仍在发展中，应用场景和技术复杂度更高 。Q：单向和双向脑机接口的技术成熟度和商业化应用情况如何？ A：单向脑机接口的技术成熟度相对较高，已经有一定的商业化应用，但仍在推广和验证阶段。 双向脑机接口技术复杂度更高，不仅需要从大脑传输信息，还要对大脑进行调控，实现信息的双向交流 。 目前，双向脑机接口主要用于治疗神经类疾病，如帕金森和抑郁症，但仍处于初步研究阶段，尚未实现真正的商业化。 Q：侵入式脑机接口的电极材料有哪些关键要求和发展方向？A：侵入式脑机接口的电极材料需要在对大脑的损伤程度最低和信息利用程度最高之间找到平衡。关键要求包括：生物相容性、柔软性、弹性、导电性和稳定性。 未来的发展方向在于提高电极的密度和灵敏度，减少电极的尺寸，确保长期稳定性和信号质量。此外，还需考虑信号的无线传输和能量供给，以及大数据采集和算法优化。 临床应用中需严格遵守伦理规范，保护用户隐私和安全。Q：目前主要使用哪些电极材料来满足脑机接口的需求？A：目前使用的电极材料包括铂金、碳基材料等，但具体哪种材料效果最好仍需进一步研究和评估。这是一个非常专业的问题，涉及到不同材料在电极上的具体应用效果。Q：非侵入式电极材料的未来发展方向是什么？ 目前有哪些非侵入式电极材料，它们的特点是什么？A：非侵入式电极材料相对侵入式要简单一些，但仍需讲究精度。 目前研究较多的是柔性材料，如有机导电聚合物，这些材料可以紧密贴合皮肤表面，采集高精度信号。国内有很多专家在研究柔性电极，包括类似电子皮肤的设计，以提高信号采集质量。 此外，研发干电极也是一个重要方向，这种电极无需电解质胶，佩戴更舒适。 通过微针或微结构设计增加电极与皮肤的接触面积，也是提高信号采集质量的关键。Q：半侵入式脑机接口是否会成为未来国内脑机接口的主流方向？A：半侵入式脑机接口兼具侵入式和非侵入式的优点，相比侵入式更安全，相比非侵入式能采集到更高质量的脑部信号。 在临床实验中，受试者也更愿意接受半侵入式方法。半侵入式实际上仍属于侵入式，只是侵入深度较浅。 它在临床安全性方面有更好的保障，手术过程简化，恢复时间短，选用生物相容性好的材料可以减少炎症和免疫反应，提高电极的长期使用稳定性。 因此，半侵入式脑机接口有一定的发展前景，但是否成为主流方向还需观察，因为各类脑机接口各有利弊。 Q：目前国内外脑机接口的商业化应用有哪些？A：目前在脑机接口领域，国内的研究主要通过国家基金项目支持，科研院所参与较多，企业参与较少 。 西方国家则有专门的公司进行研究，企业行为较为普遍。 国内的研究多以国家基金项目形式进行，科研院所的参与度较高。Q：国内脑机接口企业在发展中面临哪些主要挑战？A：国内脑机接口企业面临的主要挑战包括伦理审查标准较高、安全性检测机构数量相对较少、产品进入临床条件更加苛刻等。 这些因素一定程度上拖慢了国内企业在临床转化上的速度。 关键在于技术的可靠性和安全性，基础研究的扎实程度决定了临床转化和市场准入的速度。Q：世界前五名脑机接口公司的技术水平和投入如何？A：世界前五名脑机接口公司的研发费用和技术水平与国内企业存在差距。 国内企业需要加大基础性研究和技术研究，解决一系列关键问题。 目前可以多关注非侵入式脑机接口，通过人工智能和大数据技术提高其精度和可靠性。Q：侵入式和半侵入式脑机接口分别能解决哪些问题？ 未来侵入式的应用场景有哪些？A：侵入式和半侵入式脑机接口在医疗诊断和治疗上有很大潜力，特别是结合人工智能算法，可以提高准确性和效率。 侵入式脑机接口可以实时监测患者或用户的情绪状态，提供相应的干预，帮助抑郁症和焦虑症患者。其他应用场景包括神经类疾病治疗、娱乐性活动、增强沉浸式体验、康复辅助等。 Q：目前国内在脑机接口伦理方面有哪些原则？A：脑机接口的伦理问题非常专业，尤其是在临床试验阶段。 对于医疗器械，特别是三类医疗器械如脑机接口产品，伦理要求非常严格且详细。 每种产品的临床试验都有特定的伦理要求，这些要求通常会详细记录在几十页的文件中。Q：目前脑机接口的芯片更侧重于运算，还是传感和信号处理？A：脑机接口的各个环节都非常重要，无论是信号采集、信号传输、电极、数据处理还是算法。每个环节都不可或缺，必须协同作战。 例如，通过算法可以提高图像的清晰度，同样，通过大数据和模型学习方法可以提高信号数据的准确性 。 因此，无法简单地说哪个环节更重要。Q：侵入式脑机接口在材料选择上有哪些材料？是否存在“卡脖子”的环节？ A：侵入式脑机接口材料有很多种，包括钛合金、铝合金、碳基材料等。此外，还有一些激活材料。 这些材料都在不断进行比对和研究，以找到最适合的应用。Q：脑机接口行业中，哪些环节与国际水平差距较大，哪些环节较为接近？A：在基础性研究方面，我们与国际水平较为接近，特别是在理论基础和临床应用方面。然而，在材料加工工艺、信号传输效率和数据处理等方面，我们与国际先进水平仍有差距。 但在某些细分领域，我们的专家和工程技术人员的紧密合作程度可能优于国外，因为我们的体制机制更有利于这种合作。 此外，我们在数据处理和算法优化方面也有较强的能力。 由于我国市场庞大，脑机接口产品在民用市场的潜力巨大，可能远超临床应用。Q：您如何看待脑机接口与人工智能之间的发展关系？A：脑机接口与人工智能之间是相互促进的关系。 人工智能技术，尤其是深度学习和机器学习，可以显著提高信号处理和解读的准确性和效率。同时，人工智能可以优化脑机接口系统的反馈机制，提高用户体验。 未来，通过AI算法，脑机接口系统可以更准确地预测用户的动作和需求。 因此，脑机接口的发展必须紧密结合当前的人工智能技术，以显著提升系统的整体水平。