深圳团队用“微创混合脑机”开辟脑机接口第三条路线

  从十余年的颅骨微孔技术积累，到分布式颅骨微节点、外部穿戴主机和个体化神经调控仿真，微创混合脑机BrainLink试图让高质量脑机接口从少数重症医疗场景走向长期管理、神经康复和机器人交互。

  一位药物难治性癫痫患者在医院完成介入和参数标定后，回到家中佩戴头戴设备，系统持续记录异常脑电，并在医生设定的边界内执行刺激调控；

  一位卒中患者出院后，借助轻量外骨骼继续训练，脑状态、肌电和步态数据同步回传，机器人助力与神经刺激随恢复进程同步调整；

  对于抑郁、慢性疼痛等脑网络疾病，多个分布式节点围绕不同脑区组合，刺激路径由个体化模型计算。

  这些场景仍处于不同的研究和产品开发阶段，却指向同一个问题：脑机接口要进入真实生活，既要获得足够清晰、稳定的神经信息，又要把手术负担、长期维护和系统升级控制在患者能够接受的范围内。

  单次意念控制演示已经难以概括这个行业下一阶段的挑战。

  01、行业重新审视底层接口

  2026年3月，清华大学团队与博睿康研发的NEO系统获批上市，硬膜外无线脑机接口进入真实医疗应用。

  同期，Neuralink披露临床试验参与者已增至21人；Precision Neuroscience的皮层表面高密度阵列获得美国FDA 510(k)许可，可用于最长30天的脑表面电活动记录、监测和刺激。脑内微电极、皮层表面电极阵列、硬膜外神经接口、血管内接口和头皮非侵入式系统正在并行推进。

  不同技术路线各有清晰价值。脑内和皮层表面电极能够提供更高的信息密度，适合瘫痪患者的精细的运动、语言和感觉功能代偿；头皮设备部署方便，在康复和健康管理中拥有更大的覆盖面。

  随着临床数据增加，新的矛盾也逐渐显现：高性能接口往往伴随更高的介入和维护负担，低负担接口又受颅骨衰减、运动伪迹和空间模糊的影响。跨脑区扩展、长期居家使用和多靶点闭环调控，仍缺少兼顾性能与可接受性的底层方案。

  我们描述的“第三条路线”，不是现有技术路线中泛指的半侵入式脑机接口，而是特指以颅骨微通道、分布式近硬膜节点、外部可穿戴设备和个体化闭环算法为核心的系统架构。

  这条路既不同于开颅后在皮层表面铺设电极或将电极插入脑组织，也不同于完全经头皮进行神经信号读写，而是在信号质量、介入负担、长期维护和空间扩展性之间寻求极致的工程平衡。

  针对这一技术空白，深圳微介脑科技将切入点放在颅骨层，并提出“微创混合脑机接口BrainLink”。

  它通过亚毫米尺度颅骨微通道建立接近硬脑膜的神经信息路径，再由外部穿戴设备承担供能、通信、采集、刺激、以及节点调度和管理。体内节点保持极简和稳定，外部电子系统与软件则可以持续迭代。

  02、颅骨可以从屏障变成一层可拓展的接口

  我们知道，头皮脑电需要经过脑组织、脑脊液、颅骨和头皮的体积传导。颅骨电导率较低，厚度和孔隙结构存在显著个体差异，会造成信号衰减、低通滤波和空间平滑。

  经颅神经电刺激也面临类似的问题（如经颅交流电刺激和经颅时域干涉刺激），较多电流沿头皮和颅骨横向分流，进入脑内的有效电场强度、和电场聚焦能力受到限制。

  BrainLink在颅骨微通道内布置微型电极，电极末端接近或接触硬脑膜，近端保留在头皮下方，与头戴设备进行感应耦合。

  这极大缩短了神经信号和刺激能量穿越高阻颅骨的路径，同时避免将大规模芯片、电池和复杂通信模块全部长期植入体内。

BrainLink利用颅骨微通道和近硬膜微电极建立低侵入高效读写通路，外部设备负责信号耦合、采集和刺激。

(a)基于微开颅策略的脑部微介入范式及微创混合脑机接口；(b)在颅骨微通道中植入分布式颅骨微电极，并结合可穿戴设备，可建立微创混合脑机接口；

图片来源：团队预印本

  初次介入可以围绕主要临床靶点布置少量关键节点。后续若疾病管理、功能恢复或人机交互需要扩大覆盖范围，可以增加节点，并由头戴主机进行通道选通和调度。

  微创混合脑机的全脑能力，指植入在颅骨不同位置的微电极能够逐步布点和寻址；深部环路调控则依赖节点组合、电场传播和脑网络连接，对相关靶点进行调控和影响；该策略利用侵入式脑机直接将电极插入深脑组织的路径不同。

  03、安全能力决定分布式架构的上限

  微创混合脑机技术路线首先要解决的并非通道数量，而是每一个通道能够安全、可控、重复地建立。

  只有微通道操作足够稳定、安全和简便，少量节点起步、跨脑区增加节点、以及标准化临床流程，才有规模化实施的现实基础。为此，安全性构成BrainLink的底色和最底层的技术天花板。

  传统旋转微钻在亚毫米尺度下面临钻头刚度不足、断裂和过冲风险；即便是牙科的微磨头，也主要用于去除软化的龋齿组织，对于高强度的颅骨组织，难以有效加工；并且，在颅骨-硬脑膜界面，旋转的微钻头或磨头，对颅底的硬脑膜等软组织，构成极大的损伤风险，难以确保不损伤颅底软组织的微通道制备。

  激光开孔可以减少机械接触，但是，血液、颅骨骨髓中的组织液等严重干扰激光加工在线光学监测，对激光微开颅的终点识别，构成了极大的安全挑战。

  2021年，欧洲维也纳医学院的研究团队在活体大动物上，开展了机器人辅助激光开颅实验 (Frontiers in robotics and AI, 8, 695363,2021)；根据结果显示，在复杂颅脑环境下，激光微开颅存在难以受控地安全风险，极易损伤硬脑膜乃至皮层脑组织。

  微介脑科技团队采用超声振动辅助改变微细工具和颅骨的相互作用，使微开颅工具在不旋转、不切削骨组织的情况下，对颅骨的微观多孔组织进行局部弹塑性变形和塑性压密重构，以类针灸的微创方式，实现两重安全的颅骨微通制备，即，微刀具的安全和颅骨软组织的安全。

  在当前研究中，微孔直径约为300-800微米，优化条件下颅骨微通道加工力小于1牛（即，~半杯咖啡的重量）；结合团队研发的冷却技术控制热积累，反馈算法依据多模态信息识别颅骨穿透终点并停止进给。

  实验室体外研究和和动物活体实验结果显示，这套组合能够同时实现低力微通道成形、骨组织的热管理和硬脑膜的安全保护。

  微介脑科技团队告诉动脉网，该技术已经获得中国发明专利授权，预计将在2026年完成器械研发和注册前检验。

超声微孔开颅的系统概念、机器人操作、高密度微孔的动物实验、低开颅力、硬脑膜的安全保护、低热影响和术后快速恢复。

(a)团队研制的微开颅设备及微开颅手术机器人；（b-d）高质量颅骨微孔的制备；（e）成形加工机理；（f）微开颅力与皮肤穿刺力相当；（g）低热影响的微开颅；（h-i）对硬脑膜无损伤；（j）术后2周愈合。

图片来源：团队预印本

  这项能力经历了十余年的连续演进。

  2015年前后，微介脑科技负责人李哲及合作者在国际期刊系统研究了超声振动、工具几何、振幅和微孔质量之间的关系，并提出无需传统旋转切削、无材料去除的颅骨微孔成形加工思路；

  2016年的研究进一步明确其可为微电极和深脑刺激等神经介入提供微型入口；

  2023年发表于《IEEE Transactions on Biomedical Engineering》的工作完成了500微米直径的微型化超声颅骨微开颅器械研究，将机理研究推进到可工程化的器械。

  近期发表在bioRxiv上的研究，又将安全微通道、分布式微电极、外部穿戴耦合和电场仿真，整合为一套完整的混合脑机接口技术架构。

  04、以低介入风险获取更清晰信号，才有机会离开实验室

  颅骨微接口的价值最终需要回到信号和调控效果。在大鼠实验中，研究人员将微电极置于颅骨微通道，并通过外部头戴电极完成耦合采集。

  与传统头皮脑电对照相比，微接口组在多个频段表现出更高的静息态频谱功率（约400%-900%的提升），体感诱发电位和稳态视觉诱发电位的特征峰与信噪比也明显改善。

  在delta, theta, alpha和beta的功率达到头皮脑电对照约6-9倍；在高频gamma频段的功率也达到头皮脑电对照的约4倍；多只动物和不同刺激频率下呈现高度的一致趋势。

  这些数据目前来自麻醉动物和外部耦合配置，尚未等同于长期无线的人体脑机系统。但是，它们验证了一个关键的技术原理：复杂电子学可以留在体外，神经信号仍通过近硬膜的颅骨微通道接口能够被更高强度、高质量地获取。

  对长期监测、运动意图识别和院内—居家连续使用而言，这比单次受控环境下演示的高准确率，更接近用户对产品的底层需求。

大鼠静息态脑电和体感诱发电位实验。颅骨微接口组在多个频段显示更高的功率和信噪比。

（a-b）微电极植入位置；（c-d）静息脑电在不同频率的强度；对照组：头皮EEG；（e）不同手段获得的体感诱发电位及其信噪比；

图片来源：团队预印本

  05、让全脑、深脑、精准调控成为可能

  分布式节点的意义不只是增加电极数量。

  浅皮层单点、深部单靶点以及多靶点脑网络，对电极位置、通道组合、刺激波形和时序的要求完全不同。

  节点分散到全脑的多个颅骨位置，微创混合脑机系统需要回答三个问题：哪些位置值得介入，电流沿何种路径传播，不同节点在何时协同工作。

  计算仿真结果显示，颅骨微节点形成的低阻路径可以有效减少电流在头皮层的横向分流，提高颅内电场强度；调整节点位置和两组通道的电流比例，可以改变时间干涉电场的聚焦位置。

  这为浅皮层靶点、深部相关环路以及未来多靶点时序调控提供了物理依据。

  下一阶段，微介脑科技团队将进一步引入个体MRI、DTI、血管信息、真实节点阻抗和组织参数，使模型从通用头模走向个体化规划，该技术有望形成从节点规划、电场优化到闭环刺激的完整解决方案，为TI等创新神经调控技术，从院线走向居家使用，提供关键技术底座。

微创混合脑机在简化颅脑模型中的电场仿真。颅骨节点位置和电流比例能够改变颅内电场强度及深部聚焦位置。

（a-b）仿真模型；（c）基于不同策略的脑部交流电刺激；对照组：经颅交流电刺激；（d-e）基于不同策略的脑部时域干涉刺激；（f-g）调整颅骨微电极的节点位置及电流比例，可以改变时间干涉电场的聚焦位置；

图片来源：团队预印本

  微通道位置决定节点几何，节点几何决定耦合和电流路径，电场分布又决定刺激剂量与安全边界。

  随着患者影像、长期脑电、刺激参数和疗效反馈积累，模型可以不断进化和校正。与真实植入工艺、节点特性和临床数据闭环的模型体系，将建立的软硬一体技术壁垒。

  微介脑科技的算法团队长期从事个体化脑影像分析、脑网络建模和脑电智能解析研究，核心成员在美国具有十余年的脑影像、脑电与人工智能研究积累。能够从皮层形态、白质连接和脑网络拓扑等多个层面构建个体化数字脑模型，为颅骨节点布局、功能靶点筛选和刺激路径规划提供计算基础。

  在脑网络动态研究方面，团队2021年发表于《NeuroImage》的研究利用EEG和隐马尔可夫模型，分析毫秒尺度的脑网络状态如何在不同认知需求间切换；而2024年团队的另一项《NeuroImage》研究则通过自监督学习提取EEG图节点特征，并在抑郁、精神分裂症和帕金森病等任务中验证图神经网络的跨疾病识别能力。这些研究分别对应其术前规划、在线解码和闭环调控三个核心算法环节。

  与BrainLink硬件有机融合后，将为脑网络状态识别、疾病节点筛选和闭环策略设计提供高级计算方法储备和AI计算工具。从癫痫取证，逐步延伸到居家康复和脑网络疾病。

微创混合脑机接口的AI技术平台。

(a) 不同电极模式下的脑刺激响应模拟；(b) 融合多模态数据构建个体化数字孪生脑。(c) 分析脑网络状态及其动态转换；(d) 基于结构与功能影像生成个体化脑图谱；(e) 利用物理约束AI求解生物电磁场逆问题；(f) 快速重建个体化皮层表面；

图片来源：团队已有工作

  微介脑科技计划从临床终点较客观、风险收益关系较清晰的严肃医疗场景进入。药物难治性局灶性癫痫具有可观察的异常脑电和发作终点，可用于验证植入安全、能量递送、长期采集以及后续响应式刺激。

  按照现有产品规划：

  第一代采用结构较简单的无源颅骨神经刺激接口，优先建立安全植入、神经信号获取和可控刺激证据；

  第二代增加无线供能、无线通信和长期脑电读写，使患者能够在院内完成介入和参数标定后，在院外独立自主持续使用；

  在此基础上，系统再叠加脑状态识别、读写分时、安全状态和个体化刺激，形成完整闭环。具体产品定义和适用范围仍需根据分类界定、临床方案和监管沟通确定。

  同一底层通路还可以支持其他场景。卒中康复中，BrainLink可与公司已有的多自由度上肢、下肢训练机器人结合，把运动意图、脑状态、肌电、力传感和机器人动作放进同一个训练闭环；患者出院后，轻量穿戴式外骨骼或助行机器人可以延续医院处方和训练数据。

  对于抑郁、强迫症、神经病理性疼痛等脑网络疾病，分布式节点和个体化电场规划有望支持全脑、多靶点、时序化调控。更远期的机械臂、轮椅和人形机器人交互，则需要高质量意图输入与感觉反馈共享同一套接口。

  这使BrainLink的产品形态可能从单一植入器械扩展为一条长期服务链：微介入工具和植入节点负责建立接口，头戴主机负责日常连接，软件和医生端负责规划、随访和参数更新，康复机器人及其他外设承担执行和反馈。每一阶段临床证据的建立将提升其商业价值，院内场景向家庭的延伸将极大拓宽应用场景。

  06、系统壁垒来自一整条相互约束的技术链

  BrainLink的壁垒很难被归结为某一项专利。

  孔径、路径和终点控制会影响颅骨微节点的结构和长期固定；电极材料、神经界面接触和封装决定阻抗、信号质量和刺激安全；穿戴设备需要同时处理无线供能、通信、节点选通、读写切换、刺激伪迹和异常状态保护；个体化模型还必须用真实脑电和临床结果反复校正。

  安全微通道是入口，长期颅骨—硬脑膜界面决定接口能否稳定存在，无线主机决定能否在日常场景中使用，仿真和算法决定多节点能否转化为精准调控，临床路径和注册证据决定技术能否成为产品。

  单点技术可以在数年内被追赶，但是，这些跨层接口、工艺窗口和长期数据却需要在同一套系统里逐步积累。

  微介脑科技目前已围绕微孔开颅器械、颅骨微电极、颅骨微植入物、混合脑机系统、多物理场调控、和脑电算法等关键领域，进行组合式知识产权布局，建立了微创混合脑机的技术生态。

  未来每一例长期使用都会增加新的节点阻抗、影像、脑电、刺激剂量和疗效数据，这些数据将反过来提高工程设计、模型和临床处方的门槛。

  07、跨学科团队覆盖从原创机理到三类器械临床

  BrainLink技术路线的提出者李哲博士现任中山大学深圳校区相关学院院长助理、博士生导师、副教授，师从极端制造领域的专家郭东明院士，拥有新加坡国立大学博士背景；研究主线长期围绕极端颅脑环境下的颅骨微孔成形开颅、微创超声器械、脑部微介入诊疗、微侵入式脑机接口等关键领域展开。

  从2015年前后的基础机理研究，到2023年的微型化器械研发，再到当前分布式微创混合脑机技术构架的提出，研究团队十年磨一剑，长期聚焦脑部微介入这一未来领域，技术问题和工程路径在长期积累中得到沉淀和升华。公司成立后，他将继续担任联合创始人和首席科学家的角色，负责底层路线、关键器械和系统架构。

  核心团队的技术能力覆盖脑机接口所需的多条技术链路。

  产品转化负责人具有神经生物学背景，曾负责多款脑机医疗设备研发和临床研究；算法研究力量长期从事EEG、脑网络动态、医学影像、数字脑建模、和人工智能技术研究；医学团队拥有脑疾病研究、临床和神经调控经验。

  团队拟引入一位具备神经外科及植入式神经刺激器产业复合背景的资深临床负责人。

  该负责人拥有侵入式脑机接口及植入式神经刺激器项目的全周期管理经验，曾主导完成从团队组建、前期研发、型式检验到动物试验的完整研发链条，并成功推动项目进入临床研究阶段。

  此外，其还曾牵头完成两项大型三类医疗器械的临床项目，具备深厚的临床转化能力与产业化落地经验。

  微介脑科技核心成员在医疗器械、人工智能、可穿戴脑机、侵入式脑机、临床研究、器械取证等关键领域的能力组合，使团队在研发早期能够同步考虑手术流程、临床终点、注册边界和多中心实施，而不是等工程完成后再补临床转化环节。

  08、一条已经形成连续证据的路线

  BrainLink当前已经完成微孔形成机理、低力成形、热管理、终点识别、动物神经信号采集和深部电场调控仿真、全脑调控仿真等等阶段性验证。下一步将推进长期电极—硬脑膜界面稳定性、生物相容性、无线供能与通信、读写切换大动物长期实验以及首人体可行性研究。

  脑机接口行业并不缺少令人印象深刻的演示，真正稀缺的是能够长期运行、医生愿意使用、患者容易接受、能够跨脑区拓展、院线和居家兼具、且能够持续升级的长期稳定接口。

  微介脑科技从颅骨层重新定义脑机接口系统，希望在信号质量、介入负担和空间扩展之间建立最优的平衡。

  十余年的颅骨微孔技术积累、近硬膜信号的获取验证、深部电场仿真计算、工程-临床的跨学科团队，使这一方案已经超出即兴概念的范畴。

  基于已经打造的专利生态和即将发布的脑部微介入创新医疗器械产品，围绕长期安全性、系统可靠性、临床获益等关键问题的逐步回答，将使该技术成为广大患者能够广泛使用的产品。

  参考来源文献：团队预印版文章A Minimally Invasiveness Hybrid Brain-Computer Interface:A Distributed, Scalable and Evolvable Architecture for Whole Brain Access, 2026.07.15, https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.14.738604v1