
传统脑机接口的困境与超声脑机接口的崛起
传统脑机接口大多依赖电信号,需要把细小的电极插进大脑皮层,以此来记录或刺激神经元。
这种方式虽然时间分辨率高,能够精准捕捉微秒级的电活动,但它的覆盖范围极为有限。
就拿目前最先进的Neuralink来说,它目前也只能监测大脑表面千分之一点三的区域,与大脑中多达860亿的神经元相比,实在是微不足道。
而超声脑机接口则另辟蹊径,它利用超声波探测血流变化,从而间接解码大脑活动。
这就好比我们常见的孕检用的B超,无需穿透头皮和头骨,就能安全无辐射地“看到”更大范围的脑区。
同样大小的设备,超声能覆盖约四分之一的大脑体积,远高于侵入式电极的局部采样。
除了覆盖范围广之外,超声在时间上也比功能核磁成像更具优势。
功能核磁成像靠血氧信号成像,延迟往往好几秒,而超声能把血流信号的采集时间压缩到1.5秒以内,接近实时。
虽然它和电信号直接记录神经元放电的速度还有差距,但在很多场景下已经足够使用。
更重要的是,这种非侵入的特性让大众的接受度大大提高,毕竟谁都不想承受开颅之苦。
可以说,超声脑机接口或许正是我们走向“全脑解码”的关键一步。

超声脑机接口并非只是理论上的设想,它已经在多个医疗方向展现出了巨大的潜力。
首当其冲的是慢性疼痛管理。在美国,止痛药滥用已经成为一个严重的社会问题。
而超声通过聚焦刺激大脑中的ACC区域,能够抑制过度活跃的神经元,让患者的疼痛感骤降六七成,效果持续近一周。
患者只需要戴个头盔躺40分钟,不需要吃药打针,就能缓解疼痛,这种治疗方式无疑具有很大的吸引力。

另一大方向是中风康复。缺血性中风会导致神经元批量死亡,超声能调控受损区域,减缓细胞坏死,同时它还能打开血脑屏障,让药物直抵病灶。
这对于阿尔茨海默症的治疗尤其有意义,因为对付Tau蛋白和Aβ沉积,传统药物常因屏障阻挡而效果不彰。
睡眠障碍和精神类疾病也是超声的用武之地。失眠人士或许未来不用依赖安眠药,通过刺激睡眠中枢就能自然入睡。
而抑郁症、强迫症、成瘾等问题,本质常是大脑电信号异常,超声调控能帮助恢复平衡。
然而,超声脑机接口的商业化之路并不轻松。医疗器械拿证动辄七八年,尤其是三类器械,得经过层层安全性和有效性验证。
不过,中国在这块有独特优势。中国患者基数大,临床成本低,动物实验限制相对少,这让我们有望更快跑通流程。
目前,中美在这条赛道上的差距并不大,像陈天桥投资的Spire、Thrive Capital押注的Nudge等美国初创已抢先布局,但国内团队如格式塔也在快速跟进。

Nudge的脑机接口平台并不仅仅是一个单一的设备,它代表着一个端到端的、可扩展的系统。Nudge通过软硬件与神经科学的垂直整合,打造出了一个能够调控大脑活动的完整平台。具体而言,Nudge的技术架构包括以下几个核心层面:
硬件层:高精度的超声设备,能够将聚焦超声精准地输送到大脑深层,通过非侵入性的方式调节大脑的神经活动。
软件层:自主研发的神经反馈算法和决策平台,能够实时响应用户的大脑状态,并进行个性化的干预,确保每个用户都能获得最适合他们的治疗方案。
科研层:结合前沿的临床神经科学研究,确保Nudge的技术能够有效解决人类大脑健康的实际问题,避免“科技空转”。
Nudge的技术不仅关注硬件的先进性,还注重软件的精细化和个性化调控。该公司通过与神经科学家的深度合作,将最新的神经机制研究融入到产品的设计和优化中,确保其治疗效果能够长期稳定,并具有广泛的适用性。

中美竞合与未来展望
在超声脑机接口这盘棋上,中美可谓各有筹码。美国有硅谷资本和顶尖学府支撑,众多公司纷纷布局。
Nudge专注PTSD,Forest Neurotech探索植物人唤醒,Merge Labs则结合基因编辑想打造“升级版人脑”。
而中国患者资源丰富,临床试验成本仅是美国的零头,供应链还成熟。
更重要的是,在硬科技估值“各玩各的”当下,中国脑机公司性价比凸显,同样做电学脑机接口,美国Neuralink估值120亿美元,国内同类企业才3亿左右。
抛开商业竞争,超声脑机接口更让人兴奋的是它和AI的共生潜力。
不少科学家认为,神经科学与人工智能是硬币的两面,AI的神经网络受大脑启发,而脑科学的突破也可能反哺AI,催生更高效的类脑芯片。
人脑功耗仅25瓦,却能做到GPU上万瓦的计算效果,关键就在“存算一体”架构,这或是下一代计算的方向。
未来如果超声能实现全脑高通量读写,再搭配基因改造,或许真能打开“人机融合”的大门。
从非侵入读取脑活动,到治疗疼痛、改善睡眠,超声脑机接口正一步步把科幻场景搬进现实。
它或许不如侵入式技术那般“毫秒必争”,却以更安全、更易普及的方式,为理解大脑、对抗疾病打开了新窗口。
在硅谷大佬和全球科研者的推动下,这条赛道不仅充满商业机会,更承载着人类对自身认知边界的探索。
随着超声与其他技术融合,我们或许能见证脑科学与AI共同谱写下一个智能纪元。
内容参考来源于:硅谷101:挑战Neuralink,硅谷大佬争相涌入的超声脑机接口是什么?;AIFOX:超声脑机接口:下一代脑机融合的新方向;人机交互研究院:超声脑机接口公司Nudge获1亿美元A轮融资,引领超声脑机接口革命