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全力聚焦脑科学研究与产业化 商业化落地有望突破

一、脑科学行业概述

作为重要的前沿技术领域,脑科学和类脑智能领域研究成为全球近年来科学研究的新方向。加强脑科学研究,一方面对脑疾病的诊断治疗将有关键性贡献;另一方面,对人脑认知神经机制的理解可能为新一代人工智能算法和器件的研发带来新热点,为信息智能领域的产业升级带来颠覆性的变革突破。

根据观研报告网发布的《中国脑科学行业发展现状研究与投资前景预测报告(2023-2030年)》显示,脑科学市场主要指涉及到大脑结构与功能相关的各种科学技术、产品和服务的市场,包括基础研究、应用研究、临床诊断、医疗治疗、健康管理等方面。根据不同的细分领域,脑科学市场可以分为以下几个子市场:

科学子市场介绍

子市场 介绍
神经介入医疗器械市场 指用于治疗各种神经系统相关疾病(如卒中、颅内动脉瘤、颈动脉狭窄等)的微创医疗器械,包括导管、支架、栓塞器、血栓抽取器等。
神经调控医疗器械市场 指用于调节神经系统功能(如抑制或激活某些神经元或神经回路)的医疗器械,包括深部脑刺激器、神经刺激器、神经调节器等。
脑机接口市场 指利用电极或其他传感器记录大脑信号,并将其转化为可控制外部设备或反馈给大脑的技术,包括侵入式和非侵入式两种类型。
类脑智能市场 指模仿大脑结构和功能的人工智能技术,包括神经网络、深度学习、强化学习等。
其他相关市场 指其他与大脑结构和功能相关的科技产品和服务,包括脑图谱、基因检测、认知训练、精神健康等。

资料来源:观研天下数据中心整理

具体来看,神经介入医疗器械市场占比最高,达到35%,其次是神经调控医疗器械市场和类脑智能市场,分别占比25%和20%,脑机接口市场和其他相关市场则各占10%。其中,脑机接口是脑科学领域中最活跃的研究方向之一,在生物医学、神经康复和智能机器人等领域具有重要的研究意义和巨大的发展潜力,应用领域在逐步扩大,市场前景广阔。

具体来看,神经介入医疗器械市场占比最高,达到35%,其次是神经调控医疗器械市场和类脑智能市场,分别占比25%和20%,脑机接口市场和其他相关市场则各占10%。其中,脑机接口是脑科学领域中最活跃的研究方向之一,在生物医学、神经康复和智能机器人等领域具有重要的研究意义和巨大的发展潜力,应用领域在逐步扩大,市场前景广阔。

资料来源:观研天下整理

二、政策激发脑科学发展活力,北京、上海成产业“集聚地”

1、世界各国先后开启脑计划,我国始终坚持以人为本

脑科学作为一个前沿且具有挑战性的研究领域,是全球科技竞争的焦点。早在20世纪80年代末期,欧盟、美国、日本等国家(地区)先后开启脑科学研究,即“脑计划”。在此背景下,西雅图艾伦脑科学研究所、谷歌公司等一大批研究机构和企业纷纷加入这一快速兴起的领域。

脑科学作为一个前沿且具有挑战性的研究领域,是全球科技竞争的焦点。早在20世纪80年代末期,欧盟、美国、日本等国家(地区)先后开启脑科学研究,即“脑计划”。在此背景下,西雅图艾伦脑科学研究所、谷歌公司等一大批研究机构和企业纷纷加入这一快速兴起的领域。

资料来源:观研天下整理

我国也不甘落后,脑计划于“十三五”期间正式启动,立足于探索大脑的奥秘和攻克大脑疾病的脑科学研究,以及建立并发展人工智能技术的类脑研究两个方向。在《“十三五”国家基础研究专项规划》中,脑与认知、脑机智能和脑的健康被明确提出作为核心问题。在未来的十四五规划和2035年远景目标纲要中,明确将人工智能和脑科学确立为国家战略科技力量,其中类脑计算和脑机融合技术研发是重要领域之一,而脑机接口技术是脑机智能融合技术的关键之一。

综合来看,尽管全球脑计划项目都有着类似的长期目标,即了解大脑,并将研究成果用于脑部疾病治疗和人工智能开发,但中国脑计划有着一些独特的亮点,比较显著的是中国脑计划更专注于现实需求,更以人为本。

天下分析师观点:目前我国脑科学领域需求的一半以上都依赖进口在带宽、精度、稳定性方面均有不足,由于缺乏原创性核心技术,国内大多数研究机构和企业往往只能跟踪国外的技术进展,导致布局分散且缺乏系统性。尤其是近两年,美国对脑科学进行出口管制,系统级产品及核心器件供应受到不小影响,对中国脑科学研究、神经疾病患者治疗等均产生不同程度的影响。

2、全力聚焦脑科学研究与产业化,各地相继成立实体机构

政策出台后,各地方相继启动了脑科学与类脑研究的重大专项,并成立了实体机构开展科研工作,专注于推动脑机智能等关键技术的研发和产业化。其中,北京和上海两地是较早牵头建设脑科学与类脑研究中心的城市,此后,广东和广州也先后启动省市脑计划,相继成立了粤港澳大湾区脑科学与类脑研究中心、深港脑科学创新研究院及暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院等;重庆市、天津市、河南省、黑龙江省和四川省等地也成立了各自的脑科学研究中心,联合当地科研力量协调研究。

不仅如此,一些地方还在推动脑机智能产业的发展方面迈出了实质性的步伐。例如,2021年,杭州西湖区率先布局脑机智能产业,全力打造脑机智能产业链,力求实现产学研的深度融合,推动优秀企业和科研团队在该地区落地发展。

天下分析师观点:受制于人类大脑在研究和收集方面的难题,目前我国脑科学相关研究主要停留在理论层,很多时候只能从文献或者从实验室从动物身上去获得这些信息,实际应用较少,然后就会导致一少部分研究方向和临床的匹配度会欠佳。

3、集聚历史、政策、人才优势,北京、上海是脑科学研究的两大聚集点

接上述事实,由于北京和上海是最早牵头建设脑科学与类脑研究中心的城市,同时,两地的高校也纷纷成立类脑智能研究中心:2014年,清华大学成立类脑计算研究中心;2015年,中国科学院自动化研究所成立类脑智能研究中心;2018年,北京脑科学与类脑研究中心和上海脑科学与类脑研究中心先后成立。因此这两个城市逐渐成为了目前我国脑科学研究最为集中的地区。

除了历史因素以外,政策导向也是选址的关键因素。一来,“中国脑计划”被称为是力度最大的脑科学研究支持政策之一。而“中国脑计划”出台后的第一大举动便是成立了“北脑,南脑中心”,也就是北京脑科学与类脑研究中心和上海脑科学与类脑研究中心。二来,北京和上海是出台脑科学相关政策最多的城市,目前,两市都计划在突破脑机接口关键技术的基础上,实现脑机接口产业化应用。此外,根据统计数据,上海市每万人中拥有博士数量为43.48人,远高于全国平均水平;而北京市作为首都,其人才优势不言而喻,无论是高校资源还是科研实力都是国内顶尖的,同时北京市还聚集了众多高精尖人才,例如:国家最高科学技术奖获得者王选院士,中科院院士黄维等。可以说北京和上海在脑科学领域具有显著的优势和人才聚集效应,因此,自然也就成为了脑科学研究的两大聚集点。

北京、上海脑科学行业重点政策梳理

省市

发布时间

政策名称

重点内容

北京

2021.11

北京市“十四五”时期国际科技创新中心建设规划

持续支持已经布局的新型研发机构,优化人才支持政策,引进、培育高层次人才梯队,鼓励自主选题,引入项目经理人,争取在量子计算、超大规模新一代人工智能模型、微纳能源与自驱动传感技术、类神经元芯片和双向闭环脑机接口、干细胞治疗与再生医学等方面形成一批重大原创成果,在前沿技术领域谋划布局建设新一批世界一流新型研发机构。

2021.8

北京市“十四五”时期高精尖产业发展规划

脑科学与脑机接口领域聚焦认知科学、神经工程、生机交互、类脑智能理论与医学应用等,加快无创脑机接口方向创新成果在临床医学、航空航天、智慧生活领域的成果转化和产业应用。

2021.7

北京市加快医药健康协同创新行动计划(2021-2023)

支持开展脑科学与类脑研究,提升在认知原理解析方面的原始创新能力和水平,在类脑芯片、脑机接口技术上进入国际先进行列,脑重大疾病的基础研究和技术开发方面取得重大突破。

2021.7

北京市关于加快建设全球数字经济标杆城市的实施方案

聚焦突破高端芯片、基础软硬件、开发平台、基本算法、量子科技、脑机科学等“卡脖子和前沿核心技术,推出一批世界一流的首创技术、首制产品,成为全球数字技术创新策源高地。

2019.12

北京市机器人产业创新发展行动方案(2019-2022)

面向养老、健康服务领域,布局机器学习、触觉反馈、增强现实、脑机接口等关键技术,推动多功能手臂、外骨骼机器人等康复机器人以及智能护理机器人的研发生产。

上海

2022.9

上海打造未来产业创新高地发展壮大未来产业集群行动方案

加速非侵入式脑机接口技术,脑机融合技术、类脑芯片技术、大脑计算神经模型等领域突破。加强脑工程学、脑神经信息学、人工神经网络等基础研究,推动类脑芯片、类脑微纳光电器件、类脑计算机。神经接口、智能假体等研发创新。探索脑机接口技术在肢体运动障碍、慢性意识障碍,精神疾病等医疗康复领域的应用。

2022.8

上海市人民政府关于加快本市康复辅助器具产业发展的实施意见

将老年人、伤病人护理照料,残疾人生活,教育和就业辅助,残疾儿童抢救性康复等作为优先发展领域,推动“医工结合”,支持人工智能、脑机接口、虚拟现实等新技术在康复辅助器具产品中的集成应用。

2022.6

上海市数字经济发展“十四五”规划

加快研究部署未来虚拟世界与现实社会相交互的平台,加强从底层到应用全链条布局。发展人机交互技术,加快智能人机交互、虚拟数字人等核心技术攻关,开展XR (扩展现实)、脑机接口等更具沉漫式体验的终端技术研制,鼓励打造更加丰富多元内容场景新平台,培育虚拟演唱会、虚拟偶像、虚拟体育等数字娱乐消费新业态。

2022.6

上海市培育“元字宙新赛道行动方案(2022-2025 )

突破关键前沿技术。聚焦空间计算、全息光场、五感提升、脑机接口等方向,突破人机交互瓶颈。

2021.12

关于推进上海市公立医院高质量发展的实施方案

面向再生医学、精准医学、生物治疗、脑机融合等前沿领域尖端科学问题,鼓励药品、医疗器械和设备等研发的医工结合、产医融合,集中力量开展核心技术攻关,加快原创性新技术,新产品、新方案、新策略产出。

2021.7

上海市先进制造业发展“十四五”规划

类脑智能,突破脑机融合技术,建立脑与外部设备之间的通讯和控制通道,研发以光子为信息载体的新-代芯片技术,满足下一代人工智能应用需求。

2021.7

上海市卫生健康发展“十四五”规划

支持医学与新兴学科交叉融合发展,推进工程生物学、半导体合成生物学等在医学领域的应用,发展智能细胞、脑机融合等前沿技术。

2021.6

上海市战略性新兴产业和先导产业发展“十四五”规划

提升脑科学基础研究在类脑智能产业的支撑能级,重点突破脑机融合技术与类脑芯片技术的研发与应用。实现脑机融合技术在难治性抑郁症、帕金森病、脑卒中等重大脑功能疾病诊断、治疗、康复的临床应用。

资料来源:观研天下数据中心整理

三、投融资市场提速发展,商业化落地有望突破

1、投融资市场热度不断上涨,基础科研同样不断突破

政策的大力支持、底层技术的突破和应用场景的成熟为脑科学行业提供巨大的成长空间,同时随着近年里投融资市场热度不断上涨,企业积极增资扩产。创药网数据显示,2018年至2023年第一季度,全球脑科学领域投融资金额近262亿美元,投融资热度在2021年达到顶峰(88.58亿美元),进入2023年,这种趋势并未停滞。

7月6日,在上海世界人工智能大会的一场主题论坛上,天桥脑科学研究院(TCCI)宣布将再投资10亿元人民币以支持AI脑科学的研究;8月8日,马斯克的脑机接口公司Neuralink在彼得·蒂尔旗下创始人基金(Founders Fund)主导的一轮融资中筹集到2.8亿美元;日前,一家神经治疗初创公司宣布完成了1.5 亿美元的 B 轮融资,本轮融资由 Cormorant Asset Management 领投,新加入的投资方包括 Fidelity Management & Research Company、高盛、Perceptive Advisors 以及 Sofinnova Investments 跟投,现有投资方 Third Rock Ventures、ARCH Venture Partners、强生旗下风投部门 Johnson & Johnson Innovation-JJDC 持续押注。

源源不断的投融资也侧面反映出基础科研的进步。据统计,2022年我国在神经科学领域最新发表的近10000篇论文中,总发文量排名全球第二,前五的机构中有三家是中国的。此外,论文质量也有了新突破,无论是是医院还是科研机构,总影响因子排名前五中,都不乏有中国的身影。

2022年脑科学领域论文发文情况

排名 国家 发表量 总影响因子
1 美国 3321 25803.256
2 中国 2042 1093.192
3 德国 589 4469.888
4 意大利 414 2405.984
5 日本 395 1584.51

资料来源:科研猫、观研天下数据中心整理

2、总体呈现更强需求刚性,2023年商业化落地有望突破

2023年脑科学企业的商业化落地也在经历长期的投入后,跨越红线,终于量变引发质变。例如,脑吾脑已经开始商业化运作。目前公司产品已经与中国太平保险全资子公司合作开发出了“储蓄型AD增寿险”“消费型AD住院险”两款保险产品,同时也与保险代理公司签约上架相关产品;还有一家主打AI肌电产品对女性盆底肌进行康复训练的公司——碳基脉冲(深圳)科技有限公司,借着女性智能设备在电商渠道CAGR高达45%的风口,也吸引了不少投资人关注。与脑吾脑相似的是,这家公司在产品、渠道、人群上已有明确目标,距离商业化仅有几步之遥。

另外,此前早已实现商业化运营的企业在2023年也迎来了新的突破,以行业龙头企业微创脑科学为例,截至2022年底,微创脑科学共有13款产品实现商业化,包括10款治疗产品和3款通路产品。进入2023年以来,其又新增包括Tigertriever®颅内取栓支架、W-track®颅内血栓抽吸导管、Q-track®微导管及神途威龙™神经血管导丝在内的四款产品获批上市。此外,还有神经血管球囊导引导管、Neurohawk®取栓支架2代及远端保护伞3款产品已递交国家药监局审批。

微创脑科学企业产品批准或预计获证时间

-

-

产品

批准或预计获证时间

治疗器械

出血性卒中

Numen®可解脱栓塞弹簧圈

2020年获国家药监局批准;2021年获美国FDACE、韩国批准; 2022年获巴西ANVISA及日本MHLW批准

Numen FR®弹簧圈解脱控制器

Numen Silk®三维电解脱弹簧圈

2022年获国家药监局批准

Numen NEST®可解脱弹簧圈

2025

Numen生物可降解弹簧圈

2026

Tubridge®血流导向密网支架

2018年获国家药监局批准

Tubridge Plus®血流导向密网支架

2024

Willis®颅内覆膜支架系统

2013年获国家药监局批准

Comaneci®动脉瘤栓塞辅助支架(作为Rapid Medical的独家代理商)

2014年获CE标识及2019年获美国FDA批准,预计2023年在大湾区获批、2024年获国家药监局批准

Rebridge®颅内全显影支架

2022年进入绿色通道,预计于2026年获国家药监局批准

液体栓塞剂

2026

脑动脉粥样硬化狭窄

APOLLOTMTM颅内动脉支架系统

2015年获阿根廷ANMAT批准

Bridge®椎动脉雷帕霉素靶向洗脱支架系统

2020年获国家药监局批准

Diveerd®颅内球囊扩张导管

2022年获国家药监局批准

颅内载药球囊导管系统

2027

颈动脉支架系统

2027

急性缺血性脑卒中

Neurohawk®颅内取栓支架

2022年获国家药监局批准

Neurohawk®颅内取栓支架2

2024

Tigertriever®支架型取栓装置★(作为Rapid Medical的独家代理商)

2018年获CE标识及2021年获美国FDA批准,预计2023年获国家药监局批准

Tigertriever®13远端取栓装置(作为Rapid Medical的独家代理商)

2018年获CE标识、2022年获美国FDA批准,预计2025年获国家药监局批准

W-track®颅内血栓抽吸导管

2023

X-track®颅内远端导管

2022年获国家药监局批准

球囊保护导引导管

2023

辅助器械

通路产品

Asahia®神经血管导丝(作为A sahi Intecc的独家代理商)

2013年获国家药监局批准

U-track®颅内支撑导管系统

2020年获国家药监局批准,2022年获巴西ANVISA批准

Fastrack®微导管系统

2019年获国家药监局批准

Q-tack®21微导管

2023

17微导管

2026

神经导丝

2024

远端保护伞

2025

资料来源:公司财报、观研天下数据中心整理

天下分析师观点:从临床角度来看,脑科学的需求非常刚性,最典型的就是自闭症的小孩,如果能通过研究治疗过上正常人的生活就是极大的进步,另外,在老年市场中,脑科学在帕金森病性阿尔茨海默病为代表的神经系统退行性疾病领域更是有着非凡意义,这也是资本持续投入的原因。(LZC

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2024年02月27日
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