脑机接口行业专题报告（二）：战略价值凸显，全球加速竞逐

战略价值凸显，全球加速竞逐 ——脑机接口行业专题报告（二） 分析师：张林晚SAC编号：S0870523010001 投资摘要 1.关注要点 脑机接口具有战略意义：脑机接口被誉为“21世纪最具颠覆性的技术”，已被多国明确为重点发展方向，具有重要战略意义。各国积极布局脑科学及脑机接口产业，发布相关战略规划及政策。 市场规模持续扩大，全球技术领域不断突破：我们认为，全球脑机接口市场正处于“技术突破—临床验证—商业落地”的关键阶段。①我国成功开展中国首例侵入式脑机接口的前瞻性临床试验，成为全球第二个进入侵入式脑机接口临床试验阶段的国家。“北脑一号”将完成正式注册临床试验，“北脑二号”在国际上首次实现非人灵长类对二维运动目标的脑控拦截，有望升级为“无线版”，完成工程机并于明年进入临床验证阶段；②已有5名重度瘫痪患者植入美国Neuralink设备并实现基础“脑控”功能；公司将在英国启动一项临床研究，测试其芯片如何帮助严重瘫痪患者通过意念控制数字和实体工具；③德国CorTec公司研发的植入式32通道双向脑机接口，通过颅骨下“电极垫”实现大脑神经信号读取与电刺激反馈，已成功应用于一名中风瘫痪患者的治疗。我国该行业部分现状：中国脑机接口技术虽起步较晚，但发展迅速。在植入式采集传感等多领域布局多集中于国内，全球化布局落后于个别国家。国家持续推出相关政策推动脑机接口发展，北京、上海、四川等地相继发布脑机接口相关产业培育行动规划。他山之石：脑机接口技术受到各国尤其发达国家的普遍重视，美、欧、日、韩等都在加速相关政策布局。美国：NIH等政府职能机构持续在脑机接口和脑科学研究方面投入，技术与理论不断突破，同时也为美国跨学科领域进展进行赋能，使得美国脑机接口推动政策更加系统和完善。欧洲：《数字大脑研究的未来十年：未来神经科学技术与计算交叉的愿景》为2013年战略规划“人脑计划”制定未来发展路线图。日、韩、澳等国高层推出、并积极投入相应“脑计划”。 投资摘要 2.投资建议 近年来，脑机接口技术取得显著进展，正逐步从基础研究向应用探索过渡，展现出潜在的应用价值。在这一技术领域，美国、欧盟、日本、韩国等在内的多个国家和地区，陆续开展相关研究布局，通过战略规划和政策引导，推动领域发展。据麦肯锡估算，预计在2030-2040年，全球脑机接口在医疗领域应用的潜在市场规模有望达到400亿-1450亿美元，其中严肃医疗应用的潜在市场规模150亿-850亿美元，消费医疗应用的潜在市场规模250亿-600亿美元。我们认为，脑机接口行业适合中长期布局，需重点关注应用场景拓展、技术迭代及稳定性、市场需求及量产能力等要素。关注核心技术突破方向如信号获取、通道数提升等，跟进行业研发及产品推新，销售渠道拓展情况。建议关注已上市的脑机接口企业：爱朋医疗、创新医疗、三博脑科、翔宇医疗、诚益通、国际医学、岩山科技等；脑机接口行业未上市及上市进程中的企业：强脑科技、脑虎科技、脑陆科技、博睿康、景昱医疗、阶梯医疗、柔灵科技、念通智能等。 风险提示：法律法规风险；研发风险；伦理风险；专利风险；医疗事故风险；市场竞争加剧风险等。 目录 SECTIONC o n t e n t 一、全球脑机接口行业五十年：从提出概念到商业化落地阶段二、行业蓬勃发展，全球范围脑机接口企业数量持续增加三、各国针对脑机接口发布战略规划，加速崛起步伐四、美国脑机接口发展与政策、管理机构赋能密切相关五、欧洲“人脑计划”为脑科学研究绘制蓝图六、日、韩、澳投入开展“脑计划”，支持脑科学、脑机接口技术研究七、国家战略到地方规划，我国政策引导脑机接口产业高速发展八、风险提示 一、全球脑机接口行业五十年：从提出概念到商业化落地阶段 ◆全球脑机接口行业经历概念到落地，逐渐进入商业化发展阶段：根据智研咨询，全球脑电研究可以追溯到上世纪二十年代。1973年脑机接口概念被正式提出，1973年美国加州大学洛杉矶分校Jacques J.Vidal首次提出“脑机接口”概念，提出以脑电信号作人机通信中的信息载体或控制外部设备的设想。1970年代到1993年，脑电研究更加深入，脑机接口进入基础研究夯实的阶段，基础理论得到发展。P300、SSVEP、运动想象等范式诞生。1993至2012年，脑机接口进入应用实验阶段，上游和中游的技术和设备逐渐成熟为科研实验提供支撑。2004年美国FDA批准Brain Gate开展侵入式实验治疗瘫痪病人，为广泛开展临床试验奠定基础。多例实验证实人体和动物可通过不同范式实现脑控机械臂、脑控光标等外部设备。2008年起，脑机接口行业创业企业陆续增加。2013年起，脑机接口在医疗与非医疗领域的应用步伐加快，解决方案增加，商业化应用取得进展，在资本市场热度持续攀升，创投机构和科技巨头纷纷涌入。 科学家对脑电研究进一步深化，脑机接口进入基础研究期，基础理论得到发展。P300、SSVBP、运动想象等范式诞生。科学家对 1993年-2012年：应用实验阶段 脑机接口进入应用实验阶段，上游和中游的技术和设备逐渐成熟，为科研实验提供支撑。 2013年开始：商业化发展阶段 脑机接口在医疗与非医疗领域的应用加快，解决方案持续增加，商业化取得进展，资本市场热潮涌现。 资料来源：智研咨询，上海证券研究所 二、行业蓬勃发展，全球范围脑机接口企业数量持续增加 ◆多国积极布局脑机接口技术，中美涌现大量BCI企业：近年全球脑机接口行业蓬勃发展，市场规模持续扩大，2023年全球脑机接口市场规模达19.8亿美元。近10年来全球范围内进入脑机接口行业的企业持续增加，全球脑机接口代表性企业已超500家。脑机接口公司的全球分布体现了引领行业发展的国家。从地域看，美国和中国是脑机接口企业重要来源国。全球脑机接口相关企业活跃在40余个国家，美国和中国企业数量破百，加拿大、英国和以色列的企业数量处于第二梯队，均超过20家。欧洲对该领域做出突出贡献，主要包括德国、荷兰和法国。此外，印度、巴西和南非等新兴国家在脑机接口领域较为活跃。 资料来源：世界经济论坛，上海证券研究所 三、各国针对脑机接口发布战略规划，加速崛起步伐 ◆战略规划及政策出台推动全球脑机接口领域发展，各国侧重点有所不同：随着技术热度提升，各国积极布局脑科学及脑机接口产业，发布相关战略规划及政策。 四、美国脑机接口发展与政策、管理机构赋能密切相关 ◆各机构合力赋能美脑机接口发展：根据邹丽雪所著《国际比较视角下脑机接口发展政策差异分析及其对中国的启示》，2013年美国白宫制定“通过推动创新型神经技术开展大脑研究计划”（BRAIN），国立卫生研究院（NIH）、国家科学基金会（NSF）和国防高级研究计划局（DARPA）分别实施相应计划，政策内容中都包括了脑机接口技术的发展并各有侧重。其中，NIH致力于脑机接口新工具和新技术的开发、在脑疾病中的应用以及神经伦理问题研究；NSF聚焦脑机接口新概念范式和新设计；DARPA关注脑部创伤后神经功能的重建以及人体效能增强应用。此外，美国食品药品监督管理局（FDA）制定政策推动脑机接口设备上市，提高神经医疗器械监管环境的透明度；商务部采取技术限制方案对脑机接口实施技术管控。图3 Neuralink公司业务矩阵 全球范围内，美国在生物医学领域处于领先地位，NIH、NSF和DARPA等政府机构持续在脑机接口和脑科学研究方面投入，技术与理论不断突破，同时也为美国跨学科领域进展进行赋能，使得美国脑机接口推动政策更加系统和完善。 四、美国脑机接口发展与政策、管理机构赋能密切相关 五、欧洲“人脑计划”为脑科学研究绘制蓝图 ◆欧洲“人脑计划”为推动脑机接口研究奠定基础：根据张海玲、朱永彬、吴静所撰写的《全球脑机接口战略政策比较及对我国的启示》，欧盟于2013年10月发起为期十年的“人脑计划”（HumanBrainProject，HBP），旨在建立先进的信息技术、建模技术和超级计算平台，推动对人类大脑的模拟和理解，期待在人脑图谱绘制、癫痫和帕金森治疗方面有所突破，截止2023年，19个国家的155个研究机构参与该计划。2022年3月，在HBP即将结束之际，欧盟发布了《数字大脑研究的未来十年：技术与计算交叉领域的脑科学愿景》，概述了未来十年神经科学与前沿技术、计算科学交叉下的发展愿景，同时还呼吁建立相应的研究与创新伦理框架，以识别和解决相关研究可能引发的道德和社会问题，绘制了欧洲脑研究基础设施（EBRAINS）的未来发展路线图，提出了其短期、中期和长期科学目标，为EBRAINS的当前及未来发展提供了科学框架。2023年9月底，欧盟HBP被发现存在碎片化问题，缺乏全面或创新理解大脑的能力，并未完全实现最初定下的目标，因此正式停止发放资金，但欧盟委员会和成员国并未停止对大脑健康研究的投入，正在积极谋划下一阶段欧洲大脑健康研究的蓝图。 ◆欧盟在“人脑计划”实施的4个阶段积累重要大脑数据，并建设脑科学研究基础设施，根据邹丽雪所撰写的《国际比较视角下脑机接口发展政策差异分析及其对中国的启示》，欧盟“人脑计划”每个阶段的成果、数据、工具等为脑机接口的发展提供了重要的资源和平台。例如，在加强实施阶段（2013—2016年），建设并开放神经信息系统、人脑模拟系统、高性能计算系统、医疗信息系统、神经形态计算系统和神经机器人系统6个平台，并在特殊拨款协议第一阶段（2016—2018年）开发了高质量大脑数据集工具和方法；第二阶段（2018—2020年），为了促进跨学科和跨国界的脑科学整合，建设了欧洲脑科学研究基础设施EBRAINS，为研究人员开放和共享“人脑计划”中开发的大脑数据集、多尺度脑图谱、模拟工具、高性能计算资源等；第三阶段（2020—2023年），重点推进了大脑网络及在意识中的作用研究。 五、欧洲“人脑计划”为脑科学研究绘制蓝图 ◆2022年3月起，在欧盟“人脑计划”即将结束之际，该计划的科学和基础设施委员会组织专家研讨起草了《数字大脑研究的未来十年：未来神经科学技术与计算交叉的愿景》报告，旨在制定欧盟“人脑计划”未来发展路线图，确定下一个10年的数字大脑研究概念和共同目标，为EBRAINS未来发展提供科学框架，识别和解决关键的伦理和社会问题。 ◆《数字大脑研究的未来十年：未来神经科学技术与计算交叉的愿景》报告主要观点包括： ①未来大脑研究的发展依赖于大脑模型和数字孪生技术，此外还需要开发高带宽、稳定的脑机接口等重要技术； ③伦理和社会问题对于数字大脑研究至关重要。 六、日、韩、澳投入开展类“脑计划”，支持脑科学、脑机接口技术研究 ◆日本于2014年6月启动为期十年的“脑/思维计划”(Brain/MINDS)，该计划主要通过研究狨猴建立脑发育及疾病相关动物模型，重点针对阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病开展研究。根据张海玲、朱永彬、吴静所撰写的《全球脑机接口战略政策比较及对我国的启示》，2018年9月，日本在此前的基础上启动“人脑计划”，将研究对象从动物扩展到人类大脑，同时加强神经科学与计算技术的交叉融合研究。日本文部科学省于2023年宣布将于2024年实施为期六年的“脑与神经科学整合计划”，运用数字化技术再现人脑结构，为脑部疾病提供新的治疗方案。 ◆韩国于2016年5月推出“脑计划”(KBI)，推动脑科学研究与产业应用相结合，开发新型神经技术，开展阿尔茨海默症等神经退行性疾病的临床研究。根据张海玲、朱永彬、吴静所撰写的《全球脑机接口战略政策比较及对我国的启示》，2021年8月，韩国出台《脑科学研究开发投入战略》，将脑科学作为提升国民生活和引领第四次工业革命的关键领域，加大相关方向研发投入，推动脑机接口等新兴融合技术的发展。2022年12月，韩国发布《数字生物创新战略》，通过人工智能、大数据等数字与生物技术，重点发展脑机交互、脑功能可视化、脑电信号处理分析、数字疗法等技术领域。 ◆2016年，澳大利亚神经科学学会、心理学会以及科学院国家大脑和心理委员会在澳大利亚科学院的推动下联合成立了澳大利亚大脑联盟。该联盟的