脑机接口上央视:经颅聚焦超声, 不是“读脑”,是“写脑”

脑机接口社区 2026-10-31 09:09

脑机接口上央视:经颅聚焦超声, 不是“读脑”,是“写脑”图1

脑机接口上央视:经颅聚焦超声, 不是“读脑”,是“写脑”图2

提到脑机接口,你可能会想到植入大脑的电极,或是用意念控制光标、机械臂。

但这次出现在央视报道里的,是另一条路线:一束超声波。

不开颅、不植入、不剃头,让声波穿过完整的颅骨,聚焦到大脑深处的目标区域,尝试调节那里的神经活动。这就是深圳先进院团队展示的无创超声脑机接口,其背后的技术叫作经颅聚焦超声,简称 tFUS。

它最值得关注的地方,是把外界刺激送到深部脑区的能力。在优化条件下,聚焦范围可以达到毫米级。

这也让我们重新理解脑机接口:除了“读懂”大脑发出的信号,能不能向大脑施加精准干预,帮助受损的神经网络恢复工作?

脑机接口上央视:经颅聚焦超声, 不是“读脑”,是“写脑”图3

图1:经颅聚焦超声调控示意。来源:中央电视台(CCTV-13)


01

传统脑机讲“读”,超声脑机讲“写”

过去十几年,人们熟悉的脑机接口故事,大多围绕“读取”展开。

采集脑电,识别意图,再把意图转化为指令,让光标移动、让机械臂抓取物体。技术比拼的重点,也往往是谁解码更准、谁传输信息更快。

但对于神经功能受损的患者,还有一个直接的问题:能不能帮助大脑恢复功能?

tFUS 尝试回答的,就是这个问题。

如果把读取神经信号称作“读脑”,那么 tFUS 所做的,可以形象地理解为“写脑”:向目标脑区施加刺激,调节神经元的活动,让某些活动增强,或让某些过度活跃的活动受到抑制。

这里的“写”,指的是神经调控。它是怎么做到的?

首先,需要用 MRI 给大脑做一张高精度“地图”,确定要干预的位置。随后,相控阵换能器让超声波穿过颅骨,在目标脑区汇聚。

接下来发生的变化,微小到神经元膜的尺度。

声辐射力会使神经元膜产生微小形变,影响 Piezo、TRP 等机械敏感离子通道。这些通道对机械作用敏感,其变化进一步涉及钙内流、去极化或超极化,从而调节神经元的放电节律。重复干预,则可能诱导突触可塑性和神经网络重构。

这条技术路线的关键,是利用声波的机械作用调节神经活动,促使神经网络自身发生变化。

脑机接口的讨论,也由此延伸到了治疗。


02

为什么是超声

无创神经调控并不是从 tFUS 才开始的。

经颅磁刺激(TMS)、经颅电刺激(tDCS)早已进入临床。但当目标转向大脑深处,问题就变得棘手:刺激能不能到达?到了以后,能不能足够集中?

磁、电刺激局限主要就在这里:空间精度较粗,对丘脑、杏仁核、内囊前肢等深部目标的触达也受限。

tFUS 的吸引力,在于兼顾深度和精度。低频超声可以抵达颅底、丘脑、中脑等位置;在优化条件下,焦域可以达到毫米级,空间精度优于 TMS、tDCS。

而在低强度参数下,它以非热的机械效应为主,追求的是可逆的神经活动调节,而非通过加热烧灼组织。

超声还有一个值得期待的方向:把“读”和“写”接起来。

深圳先进院正在推进“超声脑功能成像与闭环调控一体化仪器”,尝试把信号读出、相位校正、经颅补偿和刺激写入放到同一个坐标系中。

这样的系统,不只是对某个位置施加一次刺激,而是朝着“观察大脑状态—实施干预—根据反馈调整”的闭环迈进。

不过,读写一体仍是需要继续推进的方向,不能把未来能力当成已经完成的结果。


03

24名受试者中13名改善 意味着什么

比技术原理更容易引起关注的,是央视报道中的临床数字。在24名慢性意识障碍(DOC)受试者中,13名出现了明确的意识行为改善。

其中,一名脑出血后昏迷3个月的患者,在30天干预后恢复了对话、进食和辅助行走能力。报道所述干预方案为每周3次、每次20分钟、持续4周,团队也在同步探索癫痫、抑郁症等方向。

这些结果值得重视。但读到这里,需要区分两件事:观察到改善,与证明治疗有效之间,还有距离。

这24例没有对照组,也缺少长期随访和盲法细节。慢性意识障碍本身还存在自发苏醒的窗口,因此,改善是否由干预带来、能否持续,都需要更严格的研究来回答。

“改善”也需要有清楚的判断依据,包括 CRS-R 这类严格的行为量表,以及影像层面的因果证据。

因此,这组数据更适合被理解为早期临床信号,不能直接当作治愈证明。它带来的价值,是让几条研究路径有了继续探索的理由。

对于癫痫,研究希望通过抑制局部过度兴奋的神经环路,探索替代部分药物难治性患者病灶切除的可能;对于抑郁症,关注的是 sgACC、DLPFC、杏仁核等情绪网络节点的调控。

对于慢性意识障碍,目标是重建丘脑与皮层之间的通信;对于卒中康复,则是尝试纠正运动网络的半球失衡,启动可塑性。

疼痛、高血压、神经退行性疾病等方向,也仍处于早期靶点验证阶段。这些探索都绕不开同一个前提:声波必须准确、可控地到达目标位置。

而这恰恰是最难的部分。

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图 2 用于深部脑环路精准调控的经颅超声系统(a 结构与换能器阵列;b 受试者佩戴;c 阵列装配)。来源:Martin E, Roberts M, Grigoras I F, et al. Nature Communications, 2025, 16: 8024. https://doi.org/10.1038/s41467-025-63020-1


04

把声波送进去还远远不够

“让超声波穿过颅骨”,听起来只是一句话。真正做成一套可以用于临床的系统,却要跨过几道工程难关。

第一道,是每个人都不一样的颅骨。

颅骨的厚度、密度、气房分布存在差异。声束穿过时,可能发生折射、散焦,甚至形成驻波。如果不根据个人解剖结构进行声场补偿,原本瞄准一个核团的焦点,就可能偏到旁边。

所以,能够穿透颅骨,只是第一步。穿过去之后仍然能对准,才是关键。

第二道,是产生和控制声波的换能器。

高密度面阵列换能器长期被海外垄断。压电材料、阵元工艺、相位控制、散热,每一项都涉及底层工程能力。

据报道,深圳先进院这套系统做到了万通道级,并实现国产替代。这些硬件能力,是系统能够走向临床的前提。

第三道,是尚待摸清的参数组合。

频率、声压、占空比、脉冲重复频率(PRF)、脉冲时长,都可能影响最终效果。而这些参数与神经反应之间,并不是简单的线性关系。

短脉冲可能带来兴奋,长脉冲串反而可能产生抑制;同一组参数换到另一个靶点,效果也可能反转。这意味着,不能简单地认为刺激更强、时间更长,效果就会更好。

tFUS 目前迫切需要的,是标准化的“声波处方”:针对什么靶点,用多大剂量,在什么窗口干预,持续多久、安排怎样的疗程,都需要逐步明确。

只有把这些问题回答清楚,技术才有可能从“观察到效果”,继续走向稳定、可重复的应用。

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图 3 读写一体的闭环超声脑机接口(a 三维/四维脑网络读取;b 实时自适应解码;c 聚焦超声神经调控;d 读写一体闭环)。来源:岳巍, 全浩, 潘钥, 等. 基于功能超声成像的脑机接口技术与应用. 集成技术, 2026, 15(5): 1-23.


05

产业判断:2026 是资本窗口,不是技术终点

“2026年是超声脑机接口元年”,这样的说法很容易让人产生一种感觉:技术已经准备好了,接下来就是产品落地。

但技术进度与资本热度,需要分开看。

从技术侧看,tFUS 仍处于临床验证阶段,距离多中心随机对照试验(RCT)、注册证,以及规模化的疗效证据,都还有路要走。

从资本侧看,“非侵入、深脑、国产替代、脑科学”几条线索叠加,确实打开了融资窗口。

窗口能够带来资源,却不能替代临床验证。它所干预的是意识和神经网络,即使追求可逆调控,也必须认真面对可能出现的不可逆风险。

因此,判断一个团队的价值,最终仍要回到具体能力:是否掌握自主换能器与声场引擎,能否把影像导航和 AI 参数调节接成闭环,是否拥有真实的临床合作,以及清楚的伦理边界。

产品上,还有一段关键链路等待补齐。

目前 tFUS 验证的主要是“写入”这一段。进一步与功能超声成像(fUSI)、脑电(EEG)结合,做成能够自适应调整的双向闭环脑机接口,才是值得期待的方向。

从精准刺激一个靶点,到读懂反馈、调整下一次刺激,这条链路能否真正接通,将决定超声脑机接口能走多远。

本文基于央视新闻报道、深圳先进院公开项目信息与 tFUS 机制研究写成,属观点解读,不构成医疗建议;早期临床结果需以多中心研究复现为准。

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