【免费】【202107】脑机接口技术在医疗健康领域应用白皮书（2021）-AIIA

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脑机接口技术在医疗健康领域应用白皮书（2021）随着人工智能技术的发展，机器智能得到了飞速的提升，但仍与人脑所具备的自主意识和思考创新能力有着很大的差距。另一方面，随着脑科学的深入研究，人们对人类智能的认知与神经科学基础有了更好的理解，这可以启发并进一步提升机器的智能。人工智能和脑科学的交叉融合发展为机器智能与人类智能的融合提供了可能。脑机接口技术是脑科学和类脑智能研究的重要方向，已上升为国家的科技战略重点或力推的核心科技发展领域。脑机接口技术能够在人（或其他动物）脑与外部环境之间建立沟通以达到控制设备的目的，进而起到监测、替代、改善/恢复、增强、补充的作用。脑机接口技术在医疗健康领域的应用前景广阔，包括： 1. 医疗康复：脑机接口技术可以帮助患者恢复运动能力、语言能力和认知功能等。 2. 医疗监测：脑机接口技术可以实时监测脑电活动，预测和诊断脑部疾病。 3. 医疗辅助：脑机接口技术可以帮助患者进行日常生活活动，例如控制轮椅、智能家居等。在脑机接口技术的发展中，存在着一些挑战和机遇： 1. 技术挑战：脑机接口技术需要解决信号获取、处理和解码等技术难题。 2. 政策挑战：脑机接口技术需要相关政策和法规的支持和保障。 3. 应用挑战：脑机接口技术需要在医疗健康领域的应用和推广。白皮书通过以下章节从技术和政策层面分析并总结脑机接口关键技术、脑机接口政策分析、脑机接口在医疗健康领域的典型应用场景、优秀应用案例，并分析脑机接口产业发展现状和面临的挑战，并给出发展建议。为推动脑机接口技术和产业发展，白皮书旨在为我国脑机接口技术和产业发展提供参考和引导，共同推动产业合作，推动行业健康快速发展。希望通过此白皮书提供有价值的分析和总结，为脑机接口技术工作者提供参考，也可以作为相关产品和服务提供商的参考依据。在未来，脑机接口技术将继续发展和完善，为人类健康和智能提供更多的可能。

脑机接口技术在医疗健康领域应用白皮书

（2021 年）

中国人工智能产业发展联盟

2021 年 7 月

前言

随着人工智能技术的发展，机器智能得到了飞速的提升，但仍与人脑所具

备的自主意识和思考创新能力有着很大的差距。另一方面，随着脑科学的深入

研究，人们对人类智能的认知与神经科学基础有了更好的理解，这可以启发并

进一步提升机器的智能。人工智能和脑科学的交叉融合发展为机器智能与人类

智能的融合提供了可能。因此，在可预见的未来，人类智能与机器智能将逐步

融为一体，充分发挥机器的存储和运算能力，融合人脑的思维与创新能力，以

推动人工智能达到一个更高的层次——脑机智能融合。实现脑机智能融合的关

键技术环节之一是实现人脑与机器之间的信息交互，即脑机接口（Brain-computer

interface, BCI）技术。

脑机接口在大脑与外部环境之间建立一种全新的不依赖于外周神经和肌肉

的交流与控制通道，从而实现大脑与外部设备的直接交互。该技术能够在人（或

其他动物）脑与外部环境之间建立沟通以达到控制设备的目的，进而起到监测、

替代、改善/恢复、增强、补充的作用。近年来，世界各国逐渐重视脑科学研究，

相继启动各自的脑科学相关科技规划，全球范围内大量投入对脑科学研究，这

些能够极大地增进人类对大脑如何工作以及如何治疗脑部疾病的理解。脑机接

口是脑科学和类脑智能研究的重要方向，已上升为国家的科技战略重点或力推

的核心科技发展领域。随着神经科学、生物兼容性材料、传感器、大数据和人

工智能等技术的进步，以及以

Neuralink

等创新技术投资公司为代表的全新研究

力量的加入，脑机接口技术进入了快速发展阶段，在信号获取和处理、解码算

法和系统实现等关键技术领域取得了很多突破性进展。

白皮书通过以下章节从技术和政策层面分析并总结脑机接口关键技术、脑

机接口政策分析、脑机接口在医疗健康领域的典型应用场景、优秀应用案例（详

见附录一）。在此基础上，分析脑机接口产业发展现状和面临的挑战，并给出

前言...................................................................................................................................................................................I

编制说明.......................................................................................................................................................................... III

目录................................................................................................................................................................................ IV

图表目录.......................................................................................................................................................................... VI

1 脑机接口技术概述.......................................................................................................................................................1

1.1 技术背景.....................................................................................................................................................1

1.2 发展历史.....................................................................................................................................................6

1.3 技术介绍...................................................................................................................................................10

1.3.1 脑机接口原理与系统构成...........................................................................................................10

1.3.2 脑机接口技术的分类...................................................................................................................15

1.3.3 脑机接口技术的应用方向...........................................................................................................21

2 脑机接口政策分析.....................................................................................................................................................24

2.1 美国脑计划中的脑机接口研究规划.......................................................................................................24

2.2 欧盟脑计划中的脑机接口研究规划.......................................................................................................26

2.3 日本脑计划中的脑机接口研究规划.......................................................................................................27

2.4 韩国脑计划中的脑机接口研究规划.......................................................................................................27

2.5 澳大利亚脑计划中的脑机接口研究规划............................................................................................... 28

2.6 中国脑计划中的脑机接口研究规划.......................................................................................................28

2.7 脑机接口其他相关政策...........................................................................................................................30

3 脑机接口技术在医疗健康领域的应用场景分析..................................................................................................... 31

3.1 脑机接口技术在肢体运动障碍诊疗中的应用....................................................................................... 31

3.2 脑机接口技术在意识与认知障碍诊疗中的应用................................................................................... 33

3.3 脑机接口技术在精神疾病诊疗中的应用............................................................................................... 35

3.4 脑机接口技术在感觉缺陷诊疗中的应用............................................................................................... 36

3.5 脑机接口技术在癫痫和神经发育障碍诊疗中的应用........................................................................... 37

4 脑机接口技术的发展与挑战.....................................................................................................................................40

4.1 脑机接口技术的产业环境分析...............................................................................................................40

4.2 脑机接口技术的产业现状.......................................................................................................................41

4.3 脑机接口技术和产业的挑战和发展建议............................................................................................... 49

4.3.1 脑机接口技术和产业的挑战.......................................................................................................49

4.3.2 我国脑机接口产业的发展建议...................................................................................................50

5 结束语........................................................................................................................................................................ 53

参考文献.......................................................................................................................................................................... 54

附录一：脑机接口技术优秀应用案例........................................................................................................................... 57

一. 国产自主研发脑机接口系统优秀案例................................................................................................... 57