（报告出品方/作者：国泰君安证券，朱峰、鲍雁辛）
脑机技术路径梳理及下游应用
脑机是人和外部设备间的全新通讯通路
“脑机接口”=“脑”+“机”+“接口”，即在人或动物脑（或者脑细胞的培养物）与外部设备间创建的用于信息交换的、不依赖于常规大脑信息输出通路的连接通路。脑机系统借助人脑电信号采集设备实时记录脑电波，并利用计算机算法或其他技术手段对采集到的脑电波进行解读，再通过计算机语言将解读的脑电波信息转换成控制语言或命令，以此驱动外部设备。脑机接口系统主要包括四个组成部分：信号采集部分、信号处理部分、控制设备部分和神经反馈部分。脑信号处理与解码分为预处理、特征提取和特征翻译三个子过程。
侵入式脑机：获取信号质量高，但创伤较大，技术仍待成熟
侵入式脑机接口，又称完全植入式脑机接口，是一种创伤性较大的皮层内记录脑机接口。侵入式脑机需要采用神经外科手术方法将采集电极植入大脑皮层、硬脑膜外或硬脑膜下，其采集电极主要分为刚性电极和柔性电极。刚性电极技术较为成熟，但存在容易减弱信号的劣势，因而柔性电极或成为未来发展方向。实现信息准确度和创伤程度之间的平衡，是侵入式脑机面临的核心挑战。技术角度而言，侵入式脑机需要解决：植入方式创伤大、电极通道数量低的问题。针对两个核心技术挑战，未来需着力研发蚕丝蛋白牺牲层/可注射网格状神经电极技术和生物器件集成电路制造技术。
半侵入式脑机：创伤较侵入式低，信号质量较非侵入式高
半侵入式脑机接口，也称微创脑机接口，即基于皮层表面记录的脑机接口。区别于侵入式脑机接口，半侵入式脑机将脑机接口植入到颅腔内，但是在大脑皮层之外，主要基于皮层脑电图（ECoG）进行信息分析。相比侵入式脑机，半侵入式脑机的损伤性较小、技术更为成熟。由于半侵入式脑机接入皮层表面，不易引起强烈的排斥反应，手术的危险性较低，同时技术成熟度更高。相比非侵入式脑机，半侵入式脑机信号准确度更高，但伤害性稍强。
非侵入式脑机：因技术成熟、损伤性低成为主流
非侵入式脑机接口通过附着在头皮上的穿戴设备测量大脑的电活动或代谢活动，无需手术、安全性高。非侵入式脑机不引起身体排异反应，安全系数高，伦理风险小，是目前主流的脑机形式。非侵入式脑机接口主要分为湿电极、干电极和半干电极三种。传统脑电极一般采用湿电极，但存在佩戴、清理过程复杂的缺陷。干电极在克服此缺陷的同时，降低了信号的质量和稳定性。半干电极则结合了两者的特点，达到简便程度和信号质量的均衡。
脑机能实现丰富功能，下游应用领域覆盖较广
脑机技术能提供多种功能，主要分为五类：监测、替代、改善/恢复、增强和补充。围绕上述五大功能，脑机接口有覆盖面较广的下游应用领域。医疗健康为脑机的主要应用场景，应用案例主要集中在“监测”“改善/恢复”“替代”和“增强”四种功能中。同时，脑机在未来扫清伦理、技术成熟度等障碍之后，将逐渐渗透娱乐、智能家居、军事和其他领域，成为人机交互的重要形式之一。
脑机发展历史及全球发展情况
全球市场平均CAGR超14%，美日欧技术暂时领先
脑机技术处于技术爆发期前期，潜在市场空间将逐步释放。21世纪以来，理解大脑的结构和功能成为重要课题，脑机应运成为资本市场重点