脑机接口正在成为全球科技产业关注的新赛道,而随着技术从实验室研究走向临床应用,底层芯片的性能和自主研发能力也开始成为产业竞争的重要环节。
2026年11月13日,在第五届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛上,神芯科技(海南)有限公司创始人、海南大学教授殷明发表了题为《植入式脑机接口原位闭环与千通道超低功耗芯片》的演讲,介绍了团队在植入式脑机接口专用芯片领域的最新进展,包括64通道闭环采集刺激芯片,以及1024通道神经信号采集传输芯片。其中,后者在集成无线传输时的功耗电流约为18mA,目前已进入β测试阶段。
对于脑机接口而言,芯片承担着神经信号采集、处理、刺激调控和数据传输等关键任务。殷明在演讲中指出:“芯片定义了脑机接口的功能和具体的参数指标。”随着脑机接口应用逐渐向高通道数、实时闭环和无线植入方向发展,专用芯片的技术突破正在变得更加重要。
从神经信号采集到闭环刺激,脑机接口芯片面临哪些挑战?
脑机接口技术已经从早期的基础科学研究,逐步拓展至神经调控、医疗康复、科研乃至消费电子等领域。近年来,随着植入式脑机接口临床研究取得进展,产业关注点也开始从单纯的信号采集,延伸至神经信号解码、实时刺激和系统级集成。
殷明认为,脑机接口产业链主要包括上游电极和芯片、中游系统与数据,以及下游临床应用。其中,芯片技术是影响整个系统功能和性能的重要基础。
从目前的产业发展情况来看,脑机接口专用芯片仍面临一些技术和供应链挑战。殷明在演讲中提到,现有神经信号采集芯片较多依赖进口,部分刺激调控芯片面临供应限制,无线传输也缺乏成熟的解决方案。同时,通用芯片难以完全满足植入式脑机接口对信号采集、刺激控制和低功耗的特殊要求。
尤其对于植入式脑机接口,芯片需要在有限的体积和能耗条件下,同时完成多通道神经信号采集、实时处理及刺激控制。如何缩短采集与刺激之间的时间间隔,实现更加精准的闭环反馈,也是技术研发的重要方向。
殷明表示,国家相关脑机接口产业行动方案已经将关键芯片技术突破列为重要任务,团队希望通过自主研发,逐步建立植入式脑机接口芯片的国产化能力。
64通道闭环芯片:采集与刺激切换低于0.5毫秒
在本次演讲中,殷明重点介绍了一款64通道闭环采集刺激芯片。
与传统仅具备神经信号采集或者单向刺激功能的芯片不同,这款芯片将信号采集和刺激模块集成在一起,每个通道均具备采集与刺激能力,可以实现神经信号的原位采集和实时刺激调控。
其核心特点在于采集与刺激之间的快速切换。根据殷明介绍,团队测试显示,这款芯片的采集与刺激切换时间能够控制在0.5毫秒以内。
这一指标对于植入式脑机接口具有重要意义。神经系统本身具有复杂的动态响应特征,如果信号采集、分析和刺激反馈之间存在较长延迟,就会影响闭环神经调控的实时性。通过缩短采集与刺激之间的时间间隔,系统可以更及时地根据神经活动变化调整刺激参数。
团队还展示了这款芯片在小鼠模型中的验证结果,包括神经脉冲信号采集、多通道独立刺激控制以及采集与刺激快速切换测试。演讲展示的测试参数中,刺激电流为100微安,脉冲宽度为200微秒,采集与刺激切换时间低于0.5毫秒。
殷明介绍,这款闭环采集刺激芯片已经迭代至第四代。通过将采集和刺激功能集成在同一芯片中,团队希望为脊髓损伤等神经系统疾病的康复提供更加精准的闭环神经调控技术支持。
1024通道采传一体,超低功耗芯片进入测试阶段
除了闭环采集刺激芯片,神芯科技还展示了一款面向未来脑机接口应用的1024通道神经信号采集传输芯片。
随着脑机接口研究不断深入,神经信号数据规模也在持续增长。尤其是在脑信号解码领域,需要获取大量高精度、高准确度的原始神经数据,以提高算法解码能力和泛化能力。这对芯片的通道数量、数据采集精度、传输带宽及功耗提出了更高要求。
针对这一需求,团队研发了1024通道采集传输一体化芯片,可以实现多通道神经信号采集以及原始数据传输。
殷明介绍,这款芯片的一个重要特点是体积小、功耗低,在集成无线传输功能时,功耗电流仅约18mA。对于需要长期植入人体的脑机接口设备而言,降低功耗有助于减轻系统供电和散热方面的压力,为设备进一步微型化提供条件。
在通信方面,该芯片支持单线、红外和常规无线三种通信模式,并具备有线与无线传输模式切换能力。团队还针对红外传输开展了相关测试,验证不同通信模式下的数据传输表现。
目前,这款1024通道芯片已经进入β测试阶段,并向下游应用端送样开展适配工作。相比实验室阶段的单项性能验证,进入下游应用测试意味着芯片正在进一步接受实际系统应用环境的检验。
从芯片研发到产业化,海南团队加速布局
神芯科技(海南)有限公司注册于三亚崖州湾科技城,专注于侵入式脑机接口神经芯片的自主研发与产业化,主营脑机接口专用芯片及配套神经电生理设备。
据公司资料介绍,目前神芯科技已经形成5款脑机接口专用芯片、4款神经电生理调控设备,以及配套软件和整体解决方案,应用于脑科学研究、神经调控和医疗健康等领域。
殷明拥有20多年脑机接口相关科研经验,曾在美国布朗大学从事研究工作,并曾任美国Blackrock Neurotech公司高级工程师,长期从事集成电路芯片设计、无线可植入神经记录与刺激系统研发。
在产业化方面,殷明介绍,团队相关芯片已经服务40多家客户,包括国内头部企业和科研机构。海南大学也建有猕猴脑机接口验证平台,并开展相关临床应用与研究,为技术研发和应用验证提供支持。
从此次展示的两款芯片来看,神芯科技正在围绕植入式脑机接口的两个关键方向推进研发:一方面,通过多通道采集与刺激集成,提升神经调控的实时性和闭环能力;另一方面,通过千通道采集传输和低功耗设计,提高脑信号获取能力,为后续解码算法和系统应用提供数据基础。
随着脑机接口逐步从科研探索走向医疗应用,芯片、算法、电极和系统之间的协同将变得更加重要。对于国内脑机接口产业而言,能否建立自主可控的专用芯片供应体系,并进一步通过临床验证和下游设备适配推动产品落地,将直接影响技术成果向产业化转化的速度。
来源: 与非网,作者: 李坚,原文链接: https://www.eefocus.com/article/2119691.html
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