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天风医药产业前沿专题系列研究:脑机接口产业:盛放前夜,未来已至

天风医药产业前沿专题系列研究:脑机接口产业:盛放前夜,未来已至

研报

天风医药产业前沿专题系列研究:脑机接口产业:盛放前夜,未来已至

  脑机接口(Brain Computer Interfaces,BCI)是在生物脑与智能机器之间建立信息交流的直接通道,既可以解读脑部信号、控   制外部设备,也可以将信息编码输入大脑,实现替代、修复、增强或改善脑功能的作用,以实现大脑与智能机器的双向交互、协同工作及功能融合。   未来市场发展潜力巨大,鼓励政策频出,应用场景广阔。市场端:据麦肯锡2020年研究报告显示,2030-2040年脑机接口全球每年的市场规模可能在700亿到2000亿美元之间;政策端:2024年1月,工信部等七部门发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,突破脑机融合、类脑芯片、大脑计算神经模型等关键技术和核心器件,研制一批易用安全的脑机接口产品,鼓励探索在医疗康复、无人驾驶、虚拟现实等典型领域的应用;应用端:科研实验平台重视神经创新技术的的研发,具有交叉融合特色实验支撑的能力。神经影像技术研发、神经计算软件研发、神经电子技术研发等多方面神经技术的研发,对神经感知、神经调控和神经计算的研究提供技术支持,开展以脑疾病诊治与康复为核心的重大基础科学问题和智能决策、人机交互等关键技术应用基础研究,布局神经数字疗法、神经电子药物和智能神经康复三个研究方向。   海外头部公司技术迅猛发展。1)Neuralink:2023年9月19日,Neuralink宣布开始招募首次人体临床试验;2)BrainGate:2023年8月,研究合作的科学家在恢复因瘫痪而失去说话能力的人的言语方面达到了一个重要的里程碑,使用植入与语音相关的大脑皮层区域的传感器可以准确地将ALS患者的大脑活动转化为屏幕上的单词;3)Synchron:2023年9月5日,完成脑机接口COMMAND试验患者入组;4)Mindmaze:2023年,公司推出超灵敏控制器Izar,手部运动功能障碍护理获得突破性进展。   国内代表公司捷报频传。1)诚益通:2024年3月11日,加入由中国信息通信研究院牵头并联合几十家脑机接口领域高校、科研机构、企业共同发起成立的脑机接口产业联盟;2)翔宇医疗:2024年3月17日,由翔宇医疗联合天津大学、中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院等8家国内从事脑机接口、生物感知反馈、人机交互和系统研发的优势单位共同申报的“国家重点研发计划”生物与信息融合(BT与IT融合)“重点专项”高精度生物感知觉反馈操纵技术与系统项目启动会顺利召开。3)三博脑科:公司用脑磁图、头皮脑电图、术中电生理、电极植入进行癫痫和帕金森病等功能神经疾病的诊断和病情监测,同时通过迷走神经刺激、DBS等技术方法用于治疗癫痫和帕金森病患者。   风险提示:研发风险、政策风险、市场风险
报告标签:
  • 医疗器械
报告专题:
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  • 发布机构:

    天风证券股份有限公司

  • 发布日期:

    2024-04-01

  • 页数:

    35页

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  脑机接口(Brain Computer Interfaces,BCI)是在生物脑与智能机器之间建立信息交流的直接通道,既可以解读脑部信号、控

  制外部设备,也可以将信息编码输入大脑,实现替代、修复、增强或改善脑功能的作用,以实现大脑与智能机器的双向交互、协同工作及功能融合。

  未来市场发展潜力巨大,鼓励政策频出,应用场景广阔。市场端:据麦肯锡2020年研究报告显示,2030-2040年脑机接口全球每年的市场规模可能在700亿到2000亿美元之间;政策端:2024年1月,工信部等七部门发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,突破脑机融合、类脑芯片、大脑计算神经模型等关键技术和核心器件,研制一批易用安全的脑机接口产品,鼓励探索在医疗康复、无人驾驶、虚拟现实等典型领域的应用;应用端:科研实验平台重视神经创新技术的的研发,具有交叉融合特色实验支撑的能力。神经影像技术研发、神经计算软件研发、神经电子技术研发等多方面神经技术的研发,对神经感知、神经调控和神经计算的研究提供技术支持,开展以脑疾病诊治与康复为核心的重大基础科学问题和智能决策、人机交互等关键技术应用基础研究,布局神经数字疗法、神经电子药物和智能神经康复三个研究方向。

  海外头部公司技术迅猛发展。1)Neuralink:2023年9月19日,Neuralink宣布开始招募首次人体临床试验;2)BrainGate:2023年8月,研究合作的科学家在恢复因瘫痪而失去说话能力的人的言语方面达到了一个重要的里程碑,使用植入与语音相关的大脑皮层区域的传感器可以准确地将ALS患者的大脑活动转化为屏幕上的单词;3)Synchron:2023年9月5日,完成脑机接口COMMAND试验患者入组;4)Mindmaze:2023年,公司推出超灵敏控制器Izar,手部运动功能障碍护理获得突破性进展。

  国内代表公司捷报频传。1)诚益通:2024年3月11日,加入由中国信息通信研究院牵头并联合几十家脑机接口领域高校、科研机构、企业共同发起成立的脑机接口产业联盟;2)翔宇医疗:2024年3月17日,由翔宇医疗联合天津大学、中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院等8家国内从事脑机接口、生物感知反馈、人机交互和系统研发的优势单位共同申报的“国家重点研发计划”生物与信息融合(BT与IT融合)“重点专项”高精度生物感知觉反馈操纵技术与系统项目启动会顺利召开。3)三博脑科:公司用脑磁图、头皮脑电图、术中电生理、电极植入进行癫痫和帕金森病等功能神经疾病的诊断和病情监测,同时通过迷走神经刺激、DBS等技术方法用于治疗癫痫和帕金森病患者。

  风险提示:研发风险、政策风险、市场风险

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中心思想

本报告的核心观点如下:

  • 脑机接口产业前景广阔,应用场景丰富: 脑机接口技术作为连接生物脑与智能机器的桥梁,在医疗康复、无人驾驶、虚拟现实等领域具有巨大的应用潜力,市场规模预计可达千亿美元级别。
  • 政策支持力度加大,行业发展迎来机遇: 国家及地方政府相继出台鼓励政策,支持脑机接口关键技术和产品的研发,为产业发展注入强劲动能。
  • 国内外企业积极布局,技术创新加速推进: 海外头部公司如Neuralink、BrainGate等在侵入式脑机接口技术上取得重要进展,国内企业如诚益通、翔宇医疗等也在积极探索脑机接口在医疗康复领域的应用。

主要内容

脑机接口概念

  • 定义与原理: 脑机接口(BCI)是在生物脑与智能机器之间建立信息交流的直接通道,通过解读脑部信号控制外部设备,或将信息编码输入大脑,实现双向交互和功能融合。其原理是采集不同脑功能区的电信号,经过预处理、特征提取和模式识别,解码大脑活动状态或意图,并反馈给用户。
  • 系统组成与分类: 传统的BCI系统主要由大脑向外部设备输出指令,并通过神经反馈形成闭环。根据电极连接方式,脑机接口可分为侵入式和非侵入式两种。侵入式脑机接口信号质量高,但存在创伤和感染风险;非侵入式脑机接口安全无创,但信号质量较低。

应用领域

  • 市场规模预测: 麦肯锡2020年研究报告显示,2030-2040年脑机接口全球市场规模可能在700亿到2000亿美元之间。
  • 政策支持与发展目标: “十四五”期间,我国各省市将脑机接口和脑科学的重点放在基础研究和技术突破方面,未来将侧重医疗康复、虚拟现实等领域的产业化应用。
  • 技术发展与应用: 脑机接口技术主要涉及硬件(电极、芯片)、软件和算法。电极是信号采集的核心,研发方向为突破固有缺陷和改善性能。介入式脑机接口是侵入式BCI的新突破,具有手术风险低、创伤小等优点。
  • 应用前景: 脑机接口在神经、精神系统疾病的诊断、筛查、监护、治疗与康复领域拥有广泛的应用前景,可以替代、改善、增强、恢复脑功能,并作为研究工具。

临床进展

  • 国外临床研究: 国外在侵入式和非侵入式脑机接口的临床研究方面均取得重要进展,如Neuralink的人体大脑设备植入手术、BrainGate在恢复瘫痪患者言语能力方面的突破等。
  • 国内临床进展: 国内在脑机接口临床研究方面也取得积极进展,如浙江大学完成首例植入式脑机接口临床研究、南开大学完成全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验等。

相关标的

  • 国外代表公司:
    • Neuralink: 专注于侵入式脑机接口研究,主要研发将人工智能植入人类大脑皮层的脑机接口技术。
    • Synchron: 致力于开发一种通过使用微创手术来避免进行开颅手术需要的解决方案。
    • BrainGate: 致力于促进对人脑功能的理解,并为患有神经系统疾病、损伤或肢体丧失的人开发神经技术。
    • Mindmaze: 致力于加速人类恢复、学习和适应的能力,将数字疗法与运动分析、人工智能和云技术相结合。
  • 国内代表公司:
    • 诚益通: 通过并购龙之杰将业务拓展至康复医疗设备领域,研发了经颅磁导航系统及脑部的磁刺激治疗仪等产品。
    • 翔宇医疗: 是中国康复医疗器械行业内的研发引领型企业,成立子公司捷创睿,定位在高端康复机器人、智能机器人、养老照护机器人、脑机接口康复机器人等的研发。
    • 三博脑科: 以神经学科为龙头,强专科、小综合的发展模式,形成覆盖全国核心区域的医疗服务网。

总结

本报告对脑机接口产业进行了全面分析,认为该产业具有广阔的市场前景和发展潜力。在政策支持和技术创新的推动下,脑机接口有望在医疗康复等领域实现广泛应用。投资者应关注国内外相关企业的布局和进展,但同时也需注意研发风险、政策风险和市场风险。

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