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ブレイン・コンピューター・インターフェースの世界市場 2025-2035年


The Global Brain-Computer Interfaces Market 2025-2035

ブレイン・マシン・インターフェイス（BMI）とも呼ばれるブレイン・コンピュータ・インターフェイス（BCI）は、人間の脳と外部の機器やコンピュータとの間に直接的な通信経路を確立するシステムである。BCIは、... もっと見る

　

　

出版社 出版年月 電子版価格 ページ数 図表数 言語
Future Markets, inc.
フューチャーマーケッツインク 		2024年8月27日 GBP1,000
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サマリー

ブレイン・マシン・インターフェイス（BMI）とも呼ばれるブレイン・コンピュータ・インターフェイス（BCI）は、人間の脳と外部の機器やコンピュータとの間に直接的な通信経路を確立するシステムである。BCIは、脳の信号を読み取り、解釈し、デバイスの制御や外界との通信が可能なコマンドに変換することで、新しい形の人間と機械の相互作用を可能にする。BCIは、筋萎縮性側索硬化症（ALS）、脊髄損傷、ロックイン症候群などの重度の運動障害を持つ人のコミュニケーション能力や制御能力を回復させることができる。BCIは、脳卒中、外傷性脳損傷、その他の神経疾患後の患者の運動機能回復を助ける神経リハビリテーションに使用できる。BCIは、記憶、注意、知覚の向上など、人間の認知能力や感覚能力を高め、新しい形の人間と機械の協働を可能にする可能性を秘めている。ブレイン・コンピュータ・インターフェイス（BCI）は、医療、軍事、ゲーム、その他あらゆる分野で画期的なアプリケーションを提供し、人間とテクノロジーとの関わり方を変革しようとしています。この包括的な市場レポートは、急速に進化する世界のBCI事情を詳細に分析し、主要技術、市場動向、2025年から2040年までの成長予測を検証しています。レポートの内容は以下の通りです： 

  • BCIの基礎を概説し、神経信号の取得、処理アルゴリズム、出力デバイスをカバーする。
  • BCIの歴史的発展
  • 侵襲的、半侵襲的、非侵襲的インターフェースを含む様々なタイプの分析（主要市場プレイヤー、ダイナミクス、セグメンテーションを含む）。
  • 高度なニューラル・インターフェイス、ワイヤレス・システム、AIを活用したBCIなど、現在および新たなBCI技術
  • アイトラッキングやジェスチャー認識などの競合技術。
  • EEG、ECoG、皮質内微小電極アレイ、fNIRSやMEGのような革新的なアプローチを含む信号取得法。
  • 以下のような最終用途市場と用途：
    • 医療とヘルスケア神経補綴、閉じこもり患者用コミュニケーション補助具、認知機能強化技術。
    • 軍事・防衛兵士のパフォーマンス向上と無音通信システム
    • ゲームとエンターテインメント：BCI制御のビデオゲームと没入型VR/AR体験。
    • スマートホームとIoTの統合：接続されたデバイスのシームレスな制御。
    • 自動車と輸送ドライバー・モニタリングとBCI制御車両。
    • 教育とトレーニング：適応学習システムと技能習得の強化。
    • 職場の生産性：プロフェッショナルな環境における人間とコンピュータの相互作用の最適化。
  • BCIイノベーションを推進する主要企業の包括的な市場マップとプロフィール。
  • 最近の動向、特許分析、新興スタートアップ。
  • BCI分野におけるベンチャーキャピタル投資、政府資金、企業の研究開発費の概要。
  • 規制環境と倫理的考察FDAやEUの規制、データプライバシーに関する懸念、認知の自由と強化に関する倫理的問題など、BCIを取り巻く複雑な規制環境を取り上げている。今後の規制上の課題と潜在的な解決策についても論じている。
  • 市場の課題と限界
  • 次世代ニューラル・インターフェイス、高度なAI統合、脳間コミュニケーションや感覚拡張への応用の可能性など、技術的ブレークスルーの展望を先見的に分析。
  • Beijing Xinzhida Neurotechnology社、Blackrock Neurotech社、FinalSpark社、Inclusive Brains社、Kernel社、MindAffects社、Motif Neurotech社、Neuralink社、Onward Medical社、Paradromics社、Precision Neuroscience社、Synchron社など、BCI開発の最前線にいる55社以上の企業の詳細なプロフィールを掲載。 

 

主な特徴

  • 市場規模と成長予測：2025年から2040年までの詳細予測、技術タイプ別、用途別、エンドユーザー別、地域別に分類。
  • テクノロジー・ディープ・ダイブBCI信号の取得方法、処理アルゴリズム、出力技術を徹底分析。
  • アプリケーションランドスケープ：複数の業界におけるBCIの使用例を包括的に紹介。
  • 競合他社情報：市場マッピング、企業プロフィール、特許分析。
  • 投資の洞察資金調達動向、主要投資家、M＆A活動の概要。
  • 規制ガイド：BCIの開発と展開に関わる現在と将来の規制の枠組みの分析。
  • 倫理的考察：BCI技術がもたらす社会的意味合いと倫理的課題の探求。
  • 将来のシナリオ：BCI分野における新たなアプリケーションと技術的ブレークスルーに関する専門家の予測。

 

対象読者

  • 医療機器メーカーおよび医療技術企業
  • ニューロテクノロジーの新興企業と投資家
  • 軍事・防衛関連企業
  • ゲームおよびエンターテインメント業界関係者
  • 自動車・運輸関連企業
  • 教育テクノロジー・プロバイダー
  • IoTおよびスマートホーム・ソリューション開発者
  • 規制機関および政策立案者
  • 神経科学者、生物医学研究者
  • 技術倫理の専門家

 

このレポートが重要な理由ブレイン・コンピュータ・インターフェイスがSFから現実のものとなるにつれ、市場の状況を理解することは複数の業界の関係者にとって極めて重要です。本レポートは以下を提供します：

  1. 戦略的洞察業界における新たな機会や潜在的な破壊を特定します。
  2. 競争力の優位性：最先端のBCIテクノロジーとアプリケーションの詳細な分析により、常に時代の先端を行くことができます。
  3. 投資ガイダンス：包括的な市場規模と成長予測により、十分な情報に基づいた意思決定を行います。
  4. リスクの軽減：BCIの開発と配備を取り巻く複雑な規制と倫理的状況をナビゲートする。
  5. イノベーション・ロードマップヒューマン・マシン・インタラクションの技術的軌跡と将来の可能性を明確に把握。

 



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目次

1 エグゼクティブ・サマリー 12

  • 1.1 定義と基本概念 12
    • 1.1.1 神経信号の取得 13
    • 1.1.2 信号処理 14
    • 1.1.3 復号アルゴリズム 14
    • 1.1.4 出力装置とフィードバック 15
    • 1.1.5 BCIパラダイム 15
    • 1.1.6 適応型BCI 15
    • 1.1.7 ハイブリッドBCI 16
    • 1.1.8 閉ループBCIと開ループBCI 16
    • 1.1.9 同期BCIと非同期BCI 17
  • 1.2 BCIの歴史的発展 19
  • 1.3 BCIの種類 21
    • 1.3.1 侵襲的BCI 22
    • 1.3.1.1 概要 22
      • 1.3.1.2 メリットとデメリット 22
      • 1.3.1.3 HMIのためのBCI技術 23
      • 1.3.1.4 トレンド 25
      • 1.3.1.5 市場プレーヤー 26
    • 1.3.2 半侵襲的BCI 30
      • 1.3.2.1 概要 30
      • 1.3.2.2 メリットとデメリット 31
      • 1.3.2.3 市場プレーヤー 32
    • 1.3.3 非侵襲的BCI 33
      • 1.3.3.1 概要 33
      • 1.3.3.2 メリットとデメリット 33
      • 1.3.3.3 市場プレーヤー 34
  • 1.4 BCIシステムの主要コンポーネント 35
  • 1.5 BCIの動作原理 37
  • 1.6 市場の概要とダイナミクス 39
    • 1.6.1 世界のBCI市場規模と成長予測（2025-2040年） 39
  • 1.7 市場セグメンテーション 41
  • 1.7.1 タイプ別（侵襲的、半侵襲的、非侵襲的） 42
    • 1.7.2 用途別 44
    • 1.7.3 エンドユーザー別 45
    • 1.7.4 地域別 46
  • 1.8 市場の推進要因と機会 47
  • 1.9 市場の課題と阻害要因 48
  • 1.10 市場動向と将来展望 50

2 テクノロジー・ランドスケープ 51

  • 2.1 BCI技術の現状 51
  • 2.2 新たなBCI技術 53
    • 2.2.1 高度なニューラル・インターフェイス 53
    • 2.2.2 ワイヤレスBCIと小型BCI 55
    • 2.2.3 AIを活用したBCI 55
    • 2.2.4 ハイブリッドBCI 56
  • 2.3 競合技術 57
    • 2.3.1 アイトラッキング技術 58
    • 2.3.2 ジェスチャー認識システム 60
    • 2.3.3 音声制御と自然言語処理 63
    • 2.3.4 筋電図（EMG）ベースのインターフェイス 64
    • 2.3.5 触覚フィードバックシステム 66
    • 2.3.6 ガルバニック前庭刺激（GVS） 67
    • 2.3.7 表情認識 69
    • 2.3.8 舌ベースのインターフェース 70
    • 2.3.9 皮膚ベースのインターフェース 72
    • 2.3.10 推論ベースのインターフェース 73
  • 2.4 BCI信号取得技術 76
    • 2.4.1 脳電図（EEG） 78
      • 2.4.1.1 概要 78
      • 2.4.1.2 脳波計測 79
      • 2.4.1.3 ウェアラブル脳波計 79
      • 2.4.1.4 乾式電極 80
    • 2.4.2 脳皮質電気刺激法（ECoG） 83
    • 2.4.2.1 概要 83
    • 2.4.2.2 BCIにおけるECoGの主な利点 84
    • 2.4.2.3 心電図信号の特性：84
    • 2.4.2.4 ECoG電極アレイ 85
    • 2.4.2.5 課題と限界 86
    • 2.4.2.6 最近の進歩86
    • 2.4.2.7 今後の方向性86
    • 2.4.2.8 他の BCI アプローチとの比較：87
    • 2.4.3 皮質内微小電極アレイ 88
      • 2.4.3.1 概要 89
      • 2.4.3.2 皮質内MEAの種類：89
      • 2.4.3.3 信号特性と処理：90
      • 2.4.3.4 BCIの応用 90
      • 2.4.3.5 課題と限界 91
      • 2.4.3.6 最近の進歩：91
      • 2.4.3.7 将来の方向性92
      • 2.4.3.8 他の BCI アプローチとの比較：93
      • 2.4.3.9 倫理的・社会的意義 93
    • 2.4.4 機能的近赤外分光法（fNIRS） 94
      • 2.4.4.1 概要 94
      • 2.4.4.2 fNIRSの原理 96
      • 2.4.4.3 BCIにおけるfNIRSの利点 97
      • 2.4.4.4 制限事項 98
      • 2.4.4.5 信号処理と分析 98
      • 2.4.4.6 fNIRSのBCI応用 99
      • 2.4.4.7 最近の進歩 101
      • 2.4.4.8 将来の方向性 102
      • 2.4.4.9 他のBCIアプローチとの比較 103
      • 2.4.4.10 fNIRSベースのBCIにおける課題 104
      • 2.4.4.11 倫理的考察 105
    • 2.4.5 脳磁図（MEG） 106
      • 2.4.5.1 概要 106
      • 2.4.5.2 MEGの原理 107
      • 2.4.5.3 超伝導量子干渉素子（SQUID） 108
      • 2.4.5.4 光励起磁力計（OPM） 109
      • 2.4.5.5 N-Vセンター磁界センサー 110
      • 2.4.5.6 BCIにおけるMEGの利点 112
      • 2.4.5.7 制限 112
      • 2.4.5.8 信号処理と分析 114
      • 2.4.5.9 MEGのBCI応用 115
      • 2.4.5.10 最近の進歩 116
      • 2.4.5.11 今後の方向性 117
      • 2.4.5.12 他のBCIアプローチとの比較 118
      • 2.4.5.13 倫理的考察 119
  • 2.5 BCI信号処理と復号アルゴリズム 121
    • 2.5.1 信号の取得 121
    • 2.5.2 前処理 121
    • 2.5.3 特徴抽出 121
    • 2.5.4 復号アルゴリズム 122
    • 2.5.5 パフォーマンス評価 122
    • 2.5.6 課題と今後の方向性 123
  • 2.6 BCI出力技術と応用 124

3 最終用途市場と用途 128

  • 3.1 医療・ヘルスケア用途 128
    • 3.1.1 神経補綴と運動制御 129
    • 3.1.2 ロックイン症候群患者へのコミュニケーション 131
    • 3.1.3 神経障害の治療とリハビリ 132
    • 3.1.4 認知機能強化と記憶力向上 133
  • 3.2 軍事・防衛用途 135
    • 3.2.1 兵士のパフォーマンス向上 136
    • 3.2.2 車両とドローンの遠隔操作 137
    • 3.2.3 無音通信システム 138
  • 3.3 ゲームとエンターテインメント 139
    • 3.3.1 BCI制御ビデオゲーム 140
    • 3.3.2 没入型仮想現実・拡張現実体験 141
  • 3.4 スマートホームとIoTの統合 142
  • 3.5 自動車・運輸 143
    • 3.5.1 ドライバー・モニタリング・アシスト・システム 144
    • 3.5.2 BCI制御車 145
  • 3.6 教育とトレーニング 146
    • 3.6.1 適応学習システム 147
    • 3.6.2 スキル獲得強化 148
  • 3.7 仕事場と生産性アプリケーション 149

4 競争環境 151

  • 4.1 概要 151
  • 4.2 市場マップ 153
  • 4.3 キーパーソン 155
  • 4.4 最近の動向 157
  • 4.5 特許 159

5 投資環境と資金動向 162

6 規制環境と倫理的配慮 168

  • 6.1 BCIの現在の規制枠組み 169
    • 6.1.1 FDA規制（米国） 169
    • 6.1.2 EU医療機器規制170
    • 6.1.3 その他の主要市場における規制 171
  • 6.2 データ・プライバシーおよびセキュリティ規制 172
  • 6.3 BCIの開発と使用における倫理的問題 174
    • 6.3.1 インフォームド・コンセントとユーザーの自律 174
    • 6.3.2 精神的プライバシーと認知的自由 174
    • 6.3.3 エンハンスメント対セラピーの論争 175
    • 6.3.4 社会経済的意味合いとアクセスの公平性 176
  • 6.4 今後の規制上の課題と解決策 178

7 市場の課題と限界 179

  • 7.1 技術的課題 179
    • 7.1.1 信号品質と信頼性 179
    • 7.1.2 侵襲的BCIの長期安定性 180
    • 7.1.3 小型化と電力効率 181
  • 7.2 生物学的および生理学的限界 183
  • 7.3 ユーザー受容と採用の障壁 184
  • 7.4 コストと手頃な価格の問題 185
  • 7.5 サイバーセキュリティとデータ保護の懸念 186
  • 7.6 倫理的・社会的課題 188

8 将来の展望 189

  • 8.1 技術の進歩とブレークスルー 189
    • 8.1.1 次世代ニューラル・インターフェイス 189
    • 8.1.2 高度なAIと機械学習の統合 191
    • 8.1.3 BCI信号処理における量子コンピューティング 193
  • 8.2 新興アプリケーション 194
    • 8.2.1 脳と脳のコミュニケーション 194
    • 8.2.2 記憶力増強と認知機能強化 195
    • 8.2.3 感覚の拡張と知覚の新しい形 197

9 COMPANY PROFILES 200（57社のプロファイル）

付録10 258

  • 10.1 BCIの用語と技術 258
  • 10.2 調査範囲と方法論 261

11 参考文献 262

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図表リスト

List of Tables

  • Table 1. Advantages and Disadvantages of Invasive Interfaces. 22
  • Table 2. Companies developing BCI technologies with Human-Machine Interface (HMI) applications. 23
  • Table 3. Trends in invasive and non-invasive neural interface technology 25
  • Table 4. Companies focusing on invasive Brain-Computer Interface (BCI) technologies. 26
  • Table 5. Invasive BCI companies 27
  • Table 6. Advantages and Disadvantages of Semi-Invasive Interfaces. 31
  • Table 7. Companies focusing on semi-invasive Brain-Computer Interface (BCI) technologies. 32
  • Table 8. Advantages and Disadvantages of Non-invasive Interfaces. 33
  • Table 9. Companies focusing on non-invasive Brain-Computer Interface (BCI) technologies. 34
  • Table 10. Measurement principles of BCI technologies 37
  • Table 11. Benchmarking BCI technologies. 38
  • Table 12. Global BCI Market Size and Growth Projections, 2025-2040 (Millions USD). 40
  • Table 13. Commerial applications and markets for BCI Technologies. 41
  • Table 14. Market Segmentation by Type (Invasive, Semi-Invasive, Non-Invasive), 2025-2040, Millions USD. 43
  • Table 15. Market Segmentation by Application, 2025-2040, Millions USD. 44
  • Table 16. Market Segmentation by End-User, 2025-2040. 45
  • Table 17. Market Segmentation by Region, 2025-2040, Millions USD. 47
  • Table 18. Market drivers and opportunities in BCIs. 48
  • Table 19. Market Challenges and Restraints in BCIs. 49
  • Table 20. Human machine interfacing solutions competing with BCIs. 58
  • Table 21. Comparison of BCI Signal Acquisition Technologies. 76
  • Table 22. Companies developing EEG for BCI. 81
  • Table 23. Basic principles of fNIRS. 94
  • Table 24. Key players in fNIRS. 95
  • Table 25. Applications of BCIs in Medical and Healthcare. 128
  • Table 26. Applications of BCIs in Military and Defense. 135
  • Table 27. Applications of BCIs in Gaming and Entertainment. 139
  • Table 28. Applications of BCIs in Smart Home and IoT Integration. 142
  • Table 29. Applications of BCIs in Automotive and Transportation. 143
  • Table 30. Applications of BCIs in Education and Training. 146
  • Table 31. Recent market developments in Brain Computer Interfaces. 157
  • Table 32. Top 20 assignees for "brain computer interface" patents 159
  • Table 33. Venture Capital Investments in BCI Startups. 162
  • Table 34. Government and Military Funding for BCI Research. 164
  • Table 35. Regulatory Framework for BCIs in Major Markets. 168
  • Table 36. Glossary of BCI Terms and Technologies. 258

 

List of Figures

  • Figure 1. System structure of a typical BCI. It includes four parts: signal acquisition, processing, output, and feedback. 13
  • Figure 2. Historical Development of BCIs. 19
  • Figure 3. Classification of BCI signal acquisition technologies. (a) is the classification diagram of the surgery dimension, which includes three levels: non-invasive, minimal-invasive, and invasive. (b) shows the classification diagram of the detection dimensio 21
  • Figure 4. Key Components in a BCI System. 36
  • Figure 5. Global BCI Market Size and Growth Projections, 2025-2040 (Millions USD). 41
  • Figure 6. Market Segmentation by Type (Invasive, Semi-Invasive, Non-Invasive), 2025-2040, Millions USD. 43
  • Figure 7. Market Segmentation by Application, 2025-2040, Millions USD. 45
  • Figure 8. Market Segmentation by End-User, 2025-2040. 46
  • Figure 9. Market Segmentation by Region, 2025-2040, Millions USD. 47
  • Figure 10. Components of an EEG electrophysiology recording system. 79
  • Figure 11. Schematic representation of the role of brain-computer interfaces (BCIs) in the management of spinal cord diseases. 130
  • Figure 12. Schematic diagram highlighting the role of brain-computer interface in neuro-oncological care, from electroencephalography (EEG)-based tumor detection to neurofeedback therapies for treatment-related neuropathy and functional recovery postsurgery. 132
  • Figure 13. Overview of brain-computer interface utilization for epilepsy and seizure monitoring. 133
  • Figure 14. Brain-computer Interfaces Market Map. 153
  • Figure 15. The Cognixion One Axon brain-computer interface (BCI) system. 214
  • Figure 16. Graphene-based, high-resolution cortical brain interface. 224
  • Figure 17. Onward ARC-IM implantable pulse generator and lead. 250

 

 

　

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Summary

Brain-computer interfaces (BCIs), also known as brain-machine interfaces (BMIs), are systems that establish a direct communication pathway between the human brain and an external device or computer. BCIs read, interpret, and translate brain signals into commands that can control devices or communicate with the outside world, enabling a new form of human-machine interaction. BCIs can restore communication and control capabilities for individuals with severe motor disabilities, such as those with amyotrophic lateral sclerosis (ALS), spinal cord injuries, or locked-in syndrome. BCIs can be used in neurorehabilitation to help patients recover motor functions after stroke, traumatic brain injury, or other neurological disorders. They have the potential to enhance human cognitive and sensory abilities, such as improving memory, attention, or perception, and enabling new forms of human-machine collaboration. Brain-computer interfaces (BCIs) are poised to transform how humans interact with technology, offering groundbreaking applications across healthcare, military, gaming, and beyond. This comprehensive market report provides an in-depth analysis of the rapidly evolving global BCI landscape, examining key technologies, market trends, and growth projections from 2025 to 2040. Report contents include: 

  • Overview of BCI fundamentals, covering neural signal acquisition, processing algorithms, and output devices.
  • Historical development of BCIs
  • Analysis of various types, including invasive, semi-invasive, and non-invasive interfaces including key market players, dynamics, and segmentation.
  • Current and emerging BCI technologies including advanced neural interfaces, wireless systems, and AI-enhanced BCIs
  • Competing technologies including eye-tracking and gesture recognition.
  • Signal acquisition methods, including EEG, ECoG, and intracortical microelectrode arrays, as well as innovative approaches like fNIRS and MEG.
  • End-Use Markets and Applications including:
    • Medical and Healthcare: Neuroprosthetics, communication aids for locked-in patients, and cognitive enhancement technologies.
    • Military and Defense: Enhanced soldier performance and silent communication systems.
    • Gaming and Entertainment: BCI-controlled video games and immersive VR/AR experiences.
    • Smart Home and IoT Integration: Seamless control of connected devices.
    • Automotive and Transportation: Driver monitoring and BCI-controlled vehicles.
    • Education and Training: Adaptive learning systems and skill acquisition enhancement.
    • Workplace Productivity: Optimizing human-computer interaction in professional settings.
  • Comprehensive market map and profiles of key players driving BCI innovation.
  • Recent developments, patent analyses, and emerging startups.
  • Overview of venture capital investments, government funding, and corporate R&D expenditures in the BCI sector.
  • Regulatory Environment and Ethical Considerations: The report addresses the complex regulatory landscape surrounding BCIs, including FDA and EU regulations, data privacy concerns, and ethical issues related to cognitive liberty and enhancement. Future regulatory challenges and potential solutions are discussed.
  • Market Challenges and Limitations
  • Forward-looking analysis of technological breakthroughs on the horizon, including next-generation neural interfaces, advanced AI integration, and potential applications in brain-to-brain communication and sensory expansion.
  • Detailed profiles of over 55 companies at the forefront of BCI development including Beijing Xinzhida Neurotechnology, Blackrock Neurotech, FinalSpark, Inclusive Brains, Kernel, MindAffects, Motif Neurotech, Neuralink, Onward Medical, Paradromics, Precision Neuroscience and Synchron. 

 

Key Features:

  • Market Size and Growth Projections: Detailed forecasts from 2025 to 2040, segmented by technology type, application, end-user, and region.
  • Technology Deep Dives: In-depth analysis of BCI signal acquisition methods, processing algorithms, and output technologies.
  • Application Landscape: Comprehensive overview of BCI use cases across multiple industries.
  • Competitive Intelligence: Market mapping, company profiles, and patent analysis.
  • Investment Insights: Overview of funding trends, key investors, and M&A activity.
  • Regulatory Guide: Analysis of current and future regulatory frameworks governing BCI development and deployment.
  • Ethical Considerations: Exploration of the societal implications and ethical challenges posed by BCI technology.
  • Future Scenarios: Expert projections on emerging applications and technological breakthroughs in the BCI field.

 

Target Audience:

  • Medical device manufacturers and healthcare technology companies
  • Neurotechnology startups and investors
  • Military and defense contractors
  • Gaming and entertainment industry professionals
  • Automotive and transportation companies
  • Education technology providers
  • IoT and smart home solution developers
  • Regulatory bodies and policymakers
  • Neuroscientists and biomedical researchers
  • Technology ethics experts

 

Why This Report Matters: As brain-computer interfaces move from science fiction to reality, understanding the market landscape is crucial for stakeholders across multiple industries. This report provides:

  1. Strategic Insights: Identify emerging opportunities and potential disruptions in your industry.
  2. Competitive Edge: Stay ahead of the curve with detailed analysis of cutting-edge BCI technologies and applications.
  3. Investment Guidance: Make informed decisions with comprehensive market sizing and growth projections.
  4. Risk Mitigation: Navigate the complex regulatory and ethical landscape surrounding BCI development and deployment.
  5. Innovation Roadmap: Gain a clear view of the technological trajectory and future possibilities in human-machine interaction.

 



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Table of Contents

1 EXECUTIVE SUMMARY 12

  • 1.1 Definition and Basic Concepts 12
    • 1.1.1 Neural Signal Acquisition 13
    • 1.1.2 Signal Processing 14
    • 1.1.3 Decoding Algorithms 14
    • 1.1.4 Output Devices and Feedback 15
    • 1.1.5 BCI Paradigms 15
    • 1.1.6 Adaptive BCIs 15
    • 1.1.7 Hybrid BCIs 16
    • 1.1.8 Closed-Loop vs. Open-Loop BCIs 16
    • 1.1.9 Synchronous vs. Asynchronous BCIs 17
  • 1.2 Historical Development of BCIs 19
  • 1.3 Types of BCIs 21
    • 1.3.1 Invasive BCIs 22
    • 1.3.1.1 Overview 22
      • 1.3.1.2 Advantages and Disadvantages 22
      • 1.3.1.3 BCI technologies for HMI 23
      • 1.3.1.4 Trends 25
      • 1.3.1.5 Market players 26
    • 1.3.2 Semi-Invasive BCIs 30
      • 1.3.2.1 Overview 30
      • 1.3.2.2 Advantages and Disadvantages 31
      • 1.3.2.3 Market players 32
    • 1.3.3 Non-Invasive BCIs 33
      • 1.3.3.1 Overview 33
      • 1.3.3.2 Advantages and Disadvantages 33
      • 1.3.3.3 Market players 34
  • 1.4 Key Components of BCI Systems 35
  • 1.5 Working Principles of BCIs 37
  • 1.6 Market Overview and Dynamics 39
    • 1.6.1 Global BCI Market Size and Growth Projections (2025-2040) 39
  • 1.7 Market Segmentation 41
  • 1.7.1 By Type (Invasive, Semi-Invasive, Non-Invasive) 42
    • 1.7.2 By Application 44
    • 1.7.3 By End-User 45
    • 1.7.4 By Region 46
  • 1.8 Market Drivers and Opportunities 47
  • 1.9 Market Challenges and Restraints 48
  • 1.10 Market Trends and Future Outlook 50

2 TECHNOLOGY LANDSCAPE 51

  • 2.1 Current State of BCI Technology 51
  • 2.2 Emerging BCI Technologies 53
    • 2.2.1 Advanced Neural Interfaces 53
    • 2.2.2 Wireless and Miniaturized BCIs 55
    • 2.2.3 AI-Enhanced BCIs 55
    • 2.2.4 Hybrid BCIs 56
  • 2.3 Competing technologies 57
    • 2.3.1 Eye Tracking Technologies 58
    • 2.3.2 Gesture Recognition Systems 60
    • 2.3.3 Voice Control and Natural Language Processing 63
    • 2.3.4 Electromyography (EMG) Based Interfaces 64
    • 2.3.5 Haptic Feedback Systems 66
    • 2.3.6 Galvanic Vestibular Stimulation (GVS) 67
    • 2.3.7 Facial Expression Recognition 69
    • 2.3.8 Tongue-Based Interfaces 70
    • 2.3.9 Skin-Based Interfaces 72
    • 2.3.10 Inference-Based Interfaces 73
  • 2.4 BCI Signal Acquisition Technologies 76
    • 2.4.1 Electroencephalography (EEG) 78
      • 2.4.1.1 Overview 78
      • 2.4.1.2 Electroencephalography (EEG) measurements 79
      • 2.4.1.3 Wearable EEG 79
      • 2.4.1.4 Dry electrodes 80
    • 2.4.2 Electrocorticography (ECoG) 83
    • 2.4.2.1 Overview 83
    • 2.4.2.2 Key Advantages of ECoG for BCIs 84
    • 2.4.2.3 ECoG Signal Characteristics: 84
    • 2.4.2.4 ECoG Electrode Arrays 85
    • 2.4.2.5 Challenges and Limitations 86
    • 2.4.2.6 Recent Advancements: 86
    • 2.4.2.7 Future Directions: 86
    • 2.4.2.8 Comparison with Other BCI Approaches: 87
    • 2.4.3 Intracortical Microelectrode Arrays 88
      • 2.4.3.1 Overview 89
      • 2.4.3.2 Types of Intracortical MEAs: 89
      • 2.4.3.3 Signal Characteristics and Processing: 90
      • 2.4.3.4 BCI Applications 90
      • 2.4.3.5 Challenges and Limitation 91
      • 2.4.3.6 Recent Advancements: 91
      • 2.4.3.7 Future Directions: 92
      • 2.4.3.8 Comparison with Other BCI Approaches: 93
      • 2.4.3.9 Ethical and Societal Implications 93
    • 2.4.4 Functional Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS) 94
      • 2.4.4.1 Overview 94
      • 2.4.4.2 Principles of fNIRS 96
      • 2.4.4.3 Advantages of fNIRS for BCIs 97
      • 2.4.4.4 Limitations 98
      • 2.4.4.5 Signal Processing and Analysis 98
      • 2.4.4.6 BCI Applications of fNIRS 99
      • 2.4.4.7 Recent Advancements 101
      • 2.4.4.8 Future Directions 102
      • 2.4.4.9 Comparison with Other BCI Approaches 103
      • 2.4.4.10 Challenges in fNIRS-based BCIs 104
      • 2.4.4.11 Ethical Considerations 105
    • 2.4.5 Magnetoencephalography (MEG) 106
      • 2.4.5.1 Overview 106
      • 2.4.5.2 Principles of MEG 107
      • 2.4.5.3 Superconducting Quantum Interference Devices (SQUIDs) 108
      • 2.4.5.4 Optically Pumped Magnetometers (OPMs) 109
      • 2.4.5.5 N-V center magnetic field sensors 110
      • 2.4.5.6 Advantages of MEG for BCIs 112
      • 2.4.5.7 Limitations 112
      • 2.4.5.8 Signal Processing and Analysis 114
      • 2.4.5.9 BCI Applications of MEG 115
      • 2.4.5.10 Recent Advancements 116
      • 2.4.5.11 Future Directions 117
      • 2.4.5.12 Comparison with Other BCI Approaches 118
      • 2.4.5.13 Ethical Considerations 119
  • 2.5 BCI Signal Processing and Decoding Algorithms 121
    • 2.5.1 Signal Acquisition 121
    • 2.5.2 Preprocessing 121
    • 2.5.3 Feature Extraction 121
    • 2.5.4 Decoding Algorithms 122
    • 2.5.5 Performance Evaluation 122
    • 2.5.6 Challenges and Future Directions 123
  • 2.6 BCI Output Technologies and Applications 124

3 END USE MARKETS AND APPLICATIONS 128

  • 3.1 Medical and Healthcare Applications 128
    • 3.1.1 Neuroprosthetics and Motor Control 129
    • 3.1.2 Communication for Locked-In Syndrome Patients 131
    • 3.1.3 Neurological Disorder Treatment and Rehabilitation 132
    • 3.1.4 Cognitive Enhancement and Memory Improvement 133
  • 3.2 Military and Defense Applications 135
    • 3.2.1 Enhanced Soldier Performance 136
    • 3.2.2 Remote Vehicle and Drone Control 137
    • 3.2.3 Silent Communication Systems 138
  • 3.3 Gaming and Entertainment 139
    • 3.3.1 BCI-Controlled Video Games 140
    • 3.3.2 Immersive Virtual and Augmented Reality Experiences 141
  • 3.4 Smart Home and IoT Integration 142
  • 3.5 Automotive and Transportation 143
    • 3.5.1 Driver Monitoring and Assistance Systems 144
    • 3.5.2 BCI-Controlled Vehicles 145
  • 3.6 Education and Training 146
    • 3.6.1 Adaptive Learning Systems 147
    • 3.6.2 Skill Acquisition Enhancement 148
  • 3.7 Workplace and Productivity Applications 149

4 COMPETITIVE LANDSCAPE 151

  • 4.1 Overview 151
  • 4.2 Market map 153
  • 4.3 Key players 155
  • 4.4 Recent Developments 157
  • 4.5 Patents 159

5 INVESTMENT LANDSCAPE AND FUNDING TRENDS 162

6 REGULATORY ENVIRONMENT AND ETHICAL CONSIDERATIONS 168

  • 6.1 Current Regulatory Framework for BCIs 169
    • 6.1.1 FDA Regulations (USA) 169
    • 6.1.2 EU Medical Device Regulation 170
    • 6.1.3 Regulations in Other Key Markets 171
  • 6.2 Data Privacy and Security Regulations 172
  • 6.3 Ethical Issues in BCI Development and Use 174
    • 6.3.1 Informed Consent and User Autonomy 174
    • 6.3.2 Mental Privacy and Cognitive Liberty 174
    • 6.3.3 Enhancement vs. Therapy Debate 175
    • 6.3.4 Socioeconomic Implications and Access Equity 176
  • 6.4 Future Regulatory Challenges and Potential Solutions 178

7 MARKET CHALLENGES AND LIMITATIONS 179

  • 7.1 Technical Challenges 179
    • 7.1.1 Signal Quality and Reliability 179
    • 7.1.2 Long-term Stability of Invasive BCIs 180
    • 7.1.3 Miniaturization and Power Efficiency 181
  • 7.2 Biological and Physiological Limitations 183
  • 7.3 User Acceptance and Adoption Barriers 184
  • 7.4 Cost and Affordability Issues 185
  • 7.5 Cybersecurity and Data Protection Concerns 186
  • 7.6 Ethical and Social Challenges 188

8 FUTURE OUTLOOK 189

  • 8.1 Technological Advancements and Breakthroughs 189
    • 8.1.1 Next-Generation Neural Interfaces 189
    • 8.1.2 Advanced AI and Machine Learning Integration 191
    • 8.1.3 Quantum Computing in BCI Signal Processing 193
  • 8.2 Emerging Applications 194
    • 8.2.1 Brain-to-Brain Communication 194
    • 8.2.2 Memory Enhancement and Cognitive Augmentation 195
    • 8.2.3 Sensory Expansion and New Forms of Perception 197

9 COMPANY PROFILES 200 (57 company profiles)

10 APPENDICES 258

  • 10.1 Glossary of BCI Terms and Technologies 258
  • 10.2 Research scope and methodology 261

11 REFERENCES 262

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List of Tables/Graphs

List of Tables

  • Table 1. Advantages and Disadvantages of Invasive Interfaces. 22
  • Table 2. Companies developing BCI technologies with Human-Machine Interface (HMI) applications. 23
  • Table 3. Trends in invasive and non-invasive neural interface technology 25
  • Table 4. Companies focusing on invasive Brain-Computer Interface (BCI) technologies. 26
  • Table 5. Invasive BCI companies 27
  • Table 6. Advantages and Disadvantages of Semi-Invasive Interfaces. 31
  • Table 7. Companies focusing on semi-invasive Brain-Computer Interface (BCI) technologies. 32
  • Table 8. Advantages and Disadvantages of Non-invasive Interfaces. 33
  • Table 9. Companies focusing on non-invasive Brain-Computer Interface (BCI) technologies. 34
  • Table 10. Measurement principles of BCI technologies 37
  • Table 11. Benchmarking BCI technologies. 38
  • Table 12. Global BCI Market Size and Growth Projections, 2025-2040 (Millions USD). 40
  • Table 13. Commerial applications and markets for BCI Technologies. 41
  • Table 14. Market Segmentation by Type (Invasive, Semi-Invasive, Non-Invasive), 2025-2040, Millions USD. 43
  • Table 15. Market Segmentation by Application, 2025-2040, Millions USD. 44
  • Table 16. Market Segmentation by End-User, 2025-2040. 45
  • Table 17. Market Segmentation by Region, 2025-2040, Millions USD. 47
  • Table 18. Market drivers and opportunities in BCIs. 48
  • Table 19. Market Challenges and Restraints in BCIs. 49
  • Table 20. Human machine interfacing solutions competing with BCIs. 58
  • Table 21. Comparison of BCI Signal Acquisition Technologies. 76
  • Table 22. Companies developing EEG for BCI. 81
  • Table 23. Basic principles of fNIRS. 94
  • Table 24. Key players in fNIRS. 95
  • Table 25. Applications of BCIs in Medical and Healthcare. 128
  • Table 26. Applications of BCIs in Military and Defense. 135
  • Table 27. Applications of BCIs in Gaming and Entertainment. 139
  • Table 28. Applications of BCIs in Smart Home and IoT Integration. 142
  • Table 29. Applications of BCIs in Automotive and Transportation. 143
  • Table 30. Applications of BCIs in Education and Training. 146
  • Table 31. Recent market developments in Brain Computer Interfaces. 157
  • Table 32. Top 20 assignees for "brain computer interface" patents 159
  • Table 33. Venture Capital Investments in BCI Startups. 162
  • Table 34. Government and Military Funding for BCI Research. 164
  • Table 35. Regulatory Framework for BCIs in Major Markets. 168
  • Table 36. Glossary of BCI Terms and Technologies. 258

 

List of Figures

  • Figure 1. System structure of a typical BCI. It includes four parts: signal acquisition, processing, output, and feedback. 13
  • Figure 2. Historical Development of BCIs. 19
  • Figure 3. Classification of BCI signal acquisition technologies. (a) is the classification diagram of the surgery dimension, which includes three levels: non-invasive, minimal-invasive, and invasive. (b) shows the classification diagram of the detection dimensio 21
  • Figure 4. Key Components in a BCI System. 36
  • Figure 5. Global BCI Market Size and Growth Projections, 2025-2040 (Millions USD). 41
  • Figure 6. Market Segmentation by Type (Invasive, Semi-Invasive, Non-Invasive), 2025-2040, Millions USD. 43
  • Figure 7. Market Segmentation by Application, 2025-2040, Millions USD. 45
  • Figure 8. Market Segmentation by End-User, 2025-2040. 46
  • Figure 9. Market Segmentation by Region, 2025-2040, Millions USD. 47
  • Figure 10. Components of an EEG electrophysiology recording system. 79
  • Figure 11. Schematic representation of the role of brain-computer interfaces (BCIs) in the management of spinal cord diseases. 130
  • Figure 12. Schematic diagram highlighting the role of brain-computer interface in neuro-oncological care, from electroencephalography (EEG)-based tumor detection to neurofeedback therapies for treatment-related neuropathy and functional recovery postsurgery. 132
  • Figure 13. Overview of brain-computer interface utilization for epilepsy and seizure monitoring. 133
  • Figure 14. Brain-computer Interfaces Market Map. 153
  • Figure 15. The Cognixion One Axon brain-computer interface (BCI) system. 214
  • Figure 16. Graphene-based, high-resolution cortical brain interface. 224
  • Figure 17. Onward ARC-IM implantable pulse generator and lead. 250

 

 

　

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