脑机接口作为新兴技术，为大脑与外部直接交互提供了新的解决思路，在新一轮的技术升级中被给予厚望。脑机接口产业落地有赖于关键技术的突破和革新。目前全球在脑机接口关键技术研究方面发展蓬勃，但依然存在亟需解决的若干问题。对此，业界也正在尝试多种手段予以突破。

脑机接口关键技术包括采集技术、刺激技术、范式编码技术、解码算法技术、外设技术和系统化技术。其中，采集技术研发重点包括采集端和信号处理端。采集端常规技术手段包括电采集、磁采集、近红外采集等手段，其中电采集为主流研发方向，磁和近红外等采集技术因为成本和技术成熟度等制约，距离应用落地相对更远。

1、采集技术

植入式电极：植入式微电极是脑机交互的关键基础，被广泛应用于基础神经科学、脑疾病的诊断治疗以及脑机交互通信等领域。植入式微电极通过将以离子为载体的神经电信号转换为以电子为载体的电流或电压信号，从而获取大脑神经电活动信息。

植入到大脑中的微电极可以高空间分辨率和时间分辨率方式，精确记录电极附近单个神经元的动作电位，从而实时监测大脑活动。传统的植入式微电极由金属和硅等硬质材料制备而成，形成了以密西根电极和犹他电极为主的硬质电极。随着微纳加工技术和电极材料不断发展，微电极趋向于柔性、小型化、高通量和集成化发展，形成了以微丝电极、硅基电极和柔性电极为主的多元化发展局面。

多功能微电极有力促进多种激励方式综合调控。通过集成电刺激、药物注射和光刺激等功能，植入式微电极在读取生物体大脑活动信息的同时，还能调控生物体生命活动，实现生物体和外部设备的双向通信。研究多功能的神经微电极器件，搭建闭环系统，可实现癫痫等脑疾病的诊治和神经功能恢复等应用。

2、非植入式电极

非植入式电极应用场景广泛。非植入式电极不需要进行手术植入，直接放置于头皮上即可进行脑电信号采集，因此也称为无创电极，其安全无创特性更易被使用者接受，因此在非临床脑疾病诊疗、消费级脑科学应用等场景中得到了广泛的应用。

改进的干电极是电极产业落地的主流选项。随着基于头皮脑电的脑机接口系统在便携性、快速应用及舒适度等方面的应用需求增长，电极的改进成为亟需解决的关键问题。传统的湿电极尽管信号质量好，但其专业的操作需求，耗时长，用后清洗等固有缺点无法规避。因此无膏的干电极技术逐渐发展起来以适应新的应用场景和需求。基于金属材料或导电聚合物材料的多脚柱式/爪式干电极、基于导电纤维的刷毛式干电极、基于微机械加工工艺的微针电极及电容式电极等，在提高使用便捷性的同时，也通过材料改进和结构设计优化不断地降低电极与皮肤的接触阻抗，提高使用舒适度和应用性。

凝胶半干电极具有潜在的广阔应用前景。干电极实现了脑机接口系统的便捷应用，但其与头皮的电连接仅靠微量的汗液，接触阻抗较高，且强烈依赖于压力，因此舒适度和信号质量及稳定性成为该项技术需要突破的技术难题。半干电极利用材料或结构特性，释放少量导电液到头皮，以降低电极与头皮的界面阻抗。基于材料体系的凝胶半干电极物理化学特性可调，通过材料组分配比的优化可兼顾电化学特性和机械特性，从而得到使用舒适度较好且信号质量可与湿电极匹敌的性能，是一种极具应用前景的电极技术。

经过数十年的科学探索与技术论证，脑机接口已从科幻成为科学，并处于从科学研究到产业落地的关键时期。就脑机接口目前的发展情况，在今后一段时间，脑机接口的基础学科研究和应用落地都将得到长足发展，从而有望促进脑机接口市场规模不断扩大。