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对于脑机接口的理解，存在广义和狭义两种。
广义上，脑机接口（brain-computer interface，BCI）在大脑与外部设备之间建立直接交互的通信和控制通道。
狭义上，脑机接口是在大脑与外部设备之间创建信息通道，实现两者之间直接信息交互的新型交叉技术。它通过记录装置采集颅内或脑外的大脑神经活动，通过机器学习模型等对神经活动进行解码，解析出神经活动中蕴含的主观意图等信息，基于这些信息输出相应的指令，操控外部装置实现与人类主观意愿一致的行为，并接收来自外部设备的反馈信号，构成一个交互式的闭环系统。（参考科技部《脑机接口研究伦理指引》（2023年12月））
脑机接口百年历史
第一阶段 学术探索阶段（1924－1969年）
1924年，德国精神科医生汉斯·贝格尔测试出人类第一条脑电波，并将测试方法命名为脑电图。
1969年，德裔美国神经学家埃伯哈德·费兹将猴大脑中的一个神经元连接到一个仪表盘，脑机接口迈入科学论证阶段。
第二阶段 科学论证阶段（1970－2000年）
1978年，威廉·多贝尔为一位盲人视觉皮层植入68个电极的阵列，成功制造了光幻视。
1998年，Emory大学菲利普·肯尼迪和罗伊·巴凯为锁闭综合征患者植入“运动神经假体”，实现对电脑光标的控制。
1998年，布朗大学约翰·多诺霍团队用电线将人脑和大型主机相连，使人脑能对其他设备进行远程控制。
1999 年，美国NIH在纽约召开首届脑机接口技术的国际会议，标志着脑机接口领域的全面起步。
第三阶段 应用试验阶段（2000年－至今，2014年后技术爆发）
2014 年巴西世界杯开幕式上，米格尔・尼科莱利斯团队帮助当时28岁的截瘫青年朱利亚诺・平托完成了“不可能的一踢”，平托穿戴着使用了脑机接口的外骨骼机器人装置，通过脑电波控制机械假肢，仅靠脑电波踢出世界杯开场球。米格尔・尼科莱利斯成为公认的“脑机接口之父”。
2016年，一名瘫痪男子用意念控制机械手臂和美国总统奥巴马“握手”，此举意味着完全瘫痪患者首次恢复了知觉。同年，我国启动太空脑-机交互实验。
2017年，Facebook在F8大会上宣布了“意念打字”：通过脑电波每分钟打100个字，比用手打字快5倍。
2019年，清华大学高小榕教授协助全身瘫痪、无法说话、仅眼部肌肉能够活动的肌萎缩侧索硬化患者，借助脑机接口打字系统，用意念控制机器，打出现代诗句。
2019年，BCI公司Neuralink脑机接口技术获重大突破：神经外科医师利用手术机器人给猪植入脑控芯片，28 mm²脑部植入96根直径4~6微米“线”，含3072个电极，直接通过USB-C接口读取大脑信号，对大脑损伤更小，传输数据更多。
2020年，美国俄亥俄州Battelle研究所报告，一位C5损伤患者皮肤放置电极系统，大脑运动皮层中植入小型记录芯片，芯片不仅使瘫痪患者恢复正常运动，还可以恢复触觉。
2021年，建立想象手写英文字母脑机系统：美国斯坦福大学克里希纳·谢诺伊团队效率达90字符/分钟。
2023年10月24日，清华大学医学院洪波教授与博睿康合作研发的无线微创植入脑机接口NEO（Neural Electronic Opportunity），在宣武医院成功进行首例临床植入试验，截至目前项目已入组3例（宣武、天坛、华山），助力完全性脊髓损伤后的手部功能恢复，实现抓握等功能。
2024年3月20日，马斯克在社交平台上直播了其Neuralink的首例脑部植入患者的最新情况：可以通过意念操控鼠标，在线玩游戏、下象棋；截至2025年1月14日项目已入组3例。
2025年1月6日，上海市政府常务会议审议同意，上海市正式印发《上海市脑机接口未来产业培育行动方案（2025-2030年）》；
2025年1月7日，北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会和北京市经济和信息化局于联合发布了《加快北京市脑机接口创新发展行动方案（2025-2030 年）》。
脑机接口技术涉及多学科深度融合，包括神经科学、电子工程、计算机科学、材料科学等多个领域。
神经科学致力于研究大脑的结构与功能，探索大脑神经元如何产生电信号以及这些信号所承载的信息，通过各种信息采集手段，如EEG、ECOG、Spikes、fMRI、MEG、fNIRS等，深入了解大脑在不同活动状态下的反应机制。
电子工程专注于开发能够精准采集大脑信号的硬件设备，从电极的设计与制造，到信号放大器、滤波器等电路的搭建。高灵敏度、低噪声的电极，能够更好地捕捉大脑发出的微弱电信号，并且减少外界干扰，确保采集到的数据准确可靠。
计算机科学领域专注于运用先进的机器学习、深度学习算法，对采集到的海量大脑信号数据进行分析和处理，让计算机能够识别出大脑信号中的特定模式，从而将其转化为有意义的指令。比如，通过训练模型，能够准确识别出用户想要抬手、握拳等不同动作意图对应的大脑信号模式。
材料科学专注于研发新型的生物相容性材料，用于制作与大脑直接接触的电极和设备部件。这些材料不仅要能够稳定地与大脑组织结合，还要确保不会引起人体的免疫反应，保证长期使用的安全性。
2013-2014年美国、欧盟、日本等先后宣布“脑计划”。
2015年，政协委员李彦宏在两会提案建议设立“中国大脑”计划，虽然主要侧重于人工智能领域，但引发了社会各界对脑科学研究的进一步关注和讨论。
2016年7月28日, 国务院《“十三五“ 国家科技创新规划》将“脑科学与类脑研究”列入科技创新2030重大项目，标志着中国“脑计划”进入正式筹备阶段。
2017年5月31日，四部委（科技部、教育部、中国科学院、国家自然科学基金委员会）联合印发的《“十三五”国家基础研究专项规划》明确提出了脑与认知、脑机智能、脑的健康三个核心问题，“ 一体两翼”的布局。
2018年3月，北京脑科学与类脑研究中心成立，是“脑计划”的北方中心；2018年5月，上海脑科学与类脑研究中心在张江实验室成立，是“脑计划”的南方中心。
2021年3月12日，《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》指出，人工智能和脑科学作为国家战略科技力量，规划中也进一步指出需要加强原创性引领性科技攻关，集中优势资源攻关科技前沿领域；国务院发布的《“ 十四五” 国家知识产权保护和运用规划》 、《“ 十四五” 国家老龄事业发展和养老服务体系规划》、《“十四五”国民健康规划》 等政策中均提出加强脑科学和类脑科学相关研究。
2021年9月，科技部发布《科技创新2030 -“脑科学与类脑研究”重大项目2021年度项目申报指南》，正式启动“脑科学与类脑科学研究”项目，即“中国脑计划”，以“一体两翼”为发展战略，共部署59个指南方向，柔性脑机接口、脑图谱研究、类脑计算技术和脑疾病诊疗等作为中国脑计划的重点发展方向。
2022年10月，工业和信息化部、国家药品监督管理局公布了人工智能医疗器械创新任务揭榜入围单位，多项脑机接口项目入围，标志着我国脑机接口相关医疗器械产品开始从“实验室”走向“临床应用市场”。
医疗领域是脑机接口商业化的核心领域，可用于治疗瘫痪、失语、神经退行性疾病等，市场潜力巨大。据麦肯锡预测，2030-2040年全球脑机接口医疗应用市场有望达到400-1450亿美元，其中严肃医疗可能有150-850亿美元，消费医疗可能有250-600亿美元。目前，全球脑机接口相关企业活跃在40余个国家，美国（侧重于侵入式）和中国（侧重于非侵入式和半侵入式）处于全球第一梯队，加拿大、英国和以色列处于第二梯队。
中国工程院院士顾晓松说，要充分发挥国家重大创新平台、高校科研院所与企业的功能整合联合作用，构建具有良好生态引领发展的未来产业孵化平台，探索新型研发组织模式，加大投入，推进可持续发展运行机制。
案例1 脑机交互与人机共融海河实验室 —— 天开燧世（天津）智能科技有限公司
脑机交互与人机共融海河实验室：主任顾晓松院士、执行主任明东教授。
研究方向：聚焦脑机交互与人机共融领域核心技术，重点面向临床医学与神经工程、特种医学与人机工程等重大领域的工程应用。
转化企业：天开燧世（天津）智能科技有限公司。
转化成果：基于无创脑机接口的医疗系统 —— 脑机智能人工神经信息系统，获国家医疗器械注册证；打造了“神工”谱系品牌产品，如“神工—神机”（全球首台适用于全肢体中风康复的人工神经机器人系统）、“神工—神甲”（国际首款神经调控机械外骨骼系统）、神工—神心（国内首款自主研发的面向抑郁诊断的情感脑机交互系统）、“神工—脑语者”（世界首款脑机接口编解码芯片），以及“神工—谛听”、“神工—神耳” 等针对不同神经系统疾病诊疗所研发的产品。
案例2 北京脑科学与类脑研究所 —— 北京芯智达神经技术有限公司
北京脑科学与类脑研究所：罗敏敏教授和饶毅教授联合所长。
研发方向：高通量柔性微丝电极、千通道数高速神经电信号采集设备，以及基于前馈控制策略的生成式神经解码算法等脑机接口前沿技术。重点聚焦脑认知原理解析、脑重大疾病、神经科学新技术、神经计算与神经编解码研究等四大研究方向。
转化企业：北京芯智达神经技术有限公司。
转化成果：“北脑一号”、“北脑二号”等成果已正式对外亮相，其中“北脑二号”是全球首创的基于前馈控制策略的神经解码算法，可以预判物体运动的位点，从而完成对运动目标的脑控拦截；在国际上首次实现猕猴对二维运动光标的灵巧脑控，电极性能关键指标国际领先。
案例3 天桥脑科学研究院 —— 上海脑虎科技有限公司
天桥脑科学研究院：陈天桥、雒芊芊夫妇出资10亿美元创建，是世界最大私人脑科学研究机构之一。
研发方向：聚焦大脑探知、大脑相关疾病治疗和大脑功能开发三大领域的研究，与华山医院、上海市精神卫生中心设立了应用神经技术前沿实验室。
转化企业：上海脑虎科技有限公司。
转化成果：
2024年8月，脑虎科技联合华山医院神经外科毛颖/陈亮教授团队顺利完成意念合成运动临床试验。受试者为21岁运动区占位的癫痫患者，通过手术植入256导高通量柔性脑机接口监测病灶并保护运动相关的重要脑功能区。受试者术后两天内便可实现“脑控”玩乒乓球和贪吃蛇游戏。
2024年12月，脑虎科技联合华山医院神经外科吴劲松教授团队开展国内首例高通量植入式柔性脑机接口实时合成汉语言临床试验。项目团队在语言区占位肿瘤癫痫患者上进行了柔性脑机接口植入手术，通过植入256导高通量脑机接口，帮助其定位病灶并保护语言相关的重要脑功能区。
案例4 清华大学医学院洪波教授 —— 博睿康科技（常州）股份有限公司
清华大学医学院：洪波教授。
研发方向：洪波教授团队专注于研究半侵入式脑机接口技术，平衡脑机接口的性能和创伤、脑机接口临床应用拓展、听觉言语神经机制研究、脑机接口原理与算法研究等。
转化企业：洪波教授团队与博睿康共同研发了脑机接口产品NEO，该产品于2024年8月2日成为我国首款进入创新医疗器械特别审查程序的脑机接口产品，其临床试验分别于2023年10月宣武医院、2023年12月天坛医院、2024年11月华山医院各入组1例颈椎脊髓损伤导致瘫痪的受试者。3例受试者术后恢复情况良好，能够通过“脑控”完成一些基本的生活动作，如喝水、控制轮椅等。
案例 5 清华大学李路明院士、郝红伟教授 —— 北京品驰医疗设备有限公司
清华大学：李路明院士、郝红伟教授
研发方向：人机与环境工程、脑起搏器、神经调控、神经电刺激等。
转化企业：北京品驰医疗设备有限公司
转化成果：2013年获得国内第一个脑深部刺激器的产品注册证，打破了国内市场美敦力等外资企业在该领域的长期垄断；2024年5月获批方向性脑深部电刺激产品，是国内首个方向性脑深部电刺激产品。
案例6 大连大学类脑智能产业研究院 —— 辽宁舜脑智能科技有限公司
大连大学类脑智能产业研究院：张海燕教授。
研究方向：聚焦于非侵入式脑机接口技术在医疗康复、智能制造等领域的应用。
转化企业：辽宁舜脑智能科技有限公司。
转化成果：自主研发的 “脑机接口康复训练系统” 是世界首台获批医疗器械注册证的脑控机器人产品，填补了国际空白。
美凤力集团提供脑机接口产品上市前一站式服务，已合作的脑机接口企业有上海微创脑科学、上海阶梯医疗、景昱医疗、深圳微灵医疗、临港国家实验室、武汉衷华脑机、苏州瑞意旭联、杭州佳量医疗、诺尔医疗、深圳慧极创新医疗等，涉及脑机接口各类产品，为推动脑机接口产品从实验室走向临床应用作出了大量工作。
同时，美凤力用实际行动积极为脑机接口未来发展树立标杆，主导起草侵入&非侵入性脑机接口设备技术规范（T/CITS团标）、脑机接口（BCI）医疗器械临床前动物试验行业专家共识，参与科技部发起的侵入式脑机接口临床试验审批问题的调研，积极反馈企业意见等，助力脑机接口动物实验、临床试验和注册申报等法规、指南的不断完善。
2024年9月，清华大学教授、北京脑科学与类脑研究所联合所长罗敏敏教授提到：国内脑机接口与国际最先进水平还存在差距；典型的脑机接口系统分四个步骤，即采集脑电信号、分析解码脑电信号、利用解码的信号做出控制，以及根据控制实际表现做出信息反馈和调整。国内做得比较好的是前端的电极和后端的控制两部分。在核心芯片的开发及系统集成、开展临床试验等方面仍然落后于美国。
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