用超声波“读写”全脑：专访国内首家超声波脑机接口公司创始人彭雷

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（来源：澎湃新闻）

·“在超声波这个新兴赛道，全球所有玩家几乎都在同一起跑线上……大脑很多复杂功能和疾病都由跨脑区的‘神经环路’控制，你不可能沿着一条环路插满电极去调控它，但超声可以做到。”

2026年伊始，前脑虎科技CEO彭雷联合盛大集团创始人陈天桥，共同创立了中国首家超声波脑机接口公司“格式塔科技”（Gestala），对标包括OpenAI创始人山姆·奥特曼（Sam Altman）去年创立的Merge Labs在内的美国公司。

彭雷在最近的一次演讲中提到，超声波脑机接口旨在构建一个“能对全脑信号进行读写和分析的平台”。它利用相控阵技术将超声波精准聚焦于颅内任意位置，实现对神经活动的“写入”（调控）；同时，通过捕捉神经活动引起的微血管血流变化，实现对大脑信号的“读取”（解码）。

彭雷为何在侵入式脑机接口备受资本追捧和政策支持之际投身新赛道？“全脑读写”在技术上是否可行？它面临哪些核心挑战？他对脑机接口行业有怎样的看法和思考？带着这些问题，澎湃科技与格式塔科技创始人兼CEO彭雷进行了一次对话。

前脑虎科技CEO、格式塔科技创始人兼CEO彭雷。受访者供图

追逐前沿

澎湃科技：为什么在侵入式电学脑机接口赛道热度正高的时候选择离开，创办一家非侵入式的公司？

彭雷（格式塔创始人、CEO）：最根本的原因是我个人的特质。我给自己贴的标签是“好奇心驱动的连续创业者”，享受从0到1的过程，这已经是我的第六家公司了。在电学脑机接口领域做了四年，我们取得了不错的成绩，我的合伙人也能继续把公司带到新的高度。但当我看到超声波脑机接口这个机会时，就抑制不住内心的激动，觉得太值得去做了。

四年前我们刚开始做侵入式时，感觉和美国有八年的差距；四年后，这个差距越来越短。但在超声波这个新兴赛道，全球所有玩家几乎都在同一起跑线上。美国那几家超声波脑机接口公司也都是去年刚成立。

我很早就跟包括诺奖获得者David Baker在内的一些著名科学家请教这个领域的一些技术想法，后来得知那几个新公司的人在我之后也去跟他们讨论了一样的问题。我觉得中国企业在创新上的前瞻性还是很强的。

澎湃科技：这是否意味着你不再看好侵入式电学脑机接口赛道了？

彭雷：我仍然看好侵入式路线。在特定场景下，比如运动解码方面，侵入式脑机接口控制机械臂、光标等设备的速度和精度的优势是不可替代的，性能也能通过增加电极数量来提升。但它目前主要还是应用在运动控制上。

从适应症的角度来讲，语言解码和运动解码针对的适应症主要是渐冻症跟高位截瘫等疾病，市场相对要稍微小一点，不像做疼痛、中风、帕金森，可能离临床更近，患者更多。从这个角度，我觉得超声波脑机接口可能会有更好的商业化前景。

“读写全脑”的技术潜力

澎湃科技：你在之前的演讲中提到超声脑机接口的两大核心能力：“写入”和“读取”。我们先从“写入”聊起。它具体是如何实现的？相较于传统的电刺激或磁刺激，它有什么独特优势？

彭雷：我之所以从电学脑机接口转向超声，核心原因在于我看到了一个范式变化的机会。过去我们做侵入式电极，比如Neuralink，是把电极插入大脑某个特定区域，对这个区域的神经元进行读写。这在局部是有效的，但也存在局限，我们只能作用于那个固定的“点”。

超声带来的最大突破，是它第一次让我看到了对全脑任意位置进行自由读写的可能性。这背后是“相控阵”技术。军事雷达用相控阵控制电磁波，而我们用它来控制机械波（超声波）。通过精密控制多个超声发射源的时间和相位差，我们可以在不开颅的情况下，在颅内任意位置形成一个4到8毫米大小的聚焦区域。

当能量聚焦于此，该区域神经元的活动就会被调控，可以被“激活”（兴奋），也可以被“抑制”，这为治疗提供了双向调节的可能，而电刺激通常只能让神经元兴奋。这种多靶点自由调控的能力是颠覆性的。

比如，大脑很多复杂功能和疾病都由跨脑区的“神经环路”控制，你不可能沿着一条环路插满电极去调控它，但超声可以做到。我们可以先刺激A点，隔500毫秒再刺激B点，再到C点，实现一种有时序的、针对整个环路的多靶点调控。这对神经科学家而言是梦寐以求的工具。

澎湃科技：这是否意味着，对于那些已经被证明有效的深部脑刺激（DBS）靶点，比如治疗帕金森或抑郁症的靶点，超声波理论上也能达到同样的效果？临床上已经有这样的验证吗？

彭雷：理论上是的。主流理论认为，声、光、电、磁，本质都是通过不同方式打开神经元的离子通道，改变其放电状态。只要是被验证有效的靶点，用超声去刺激，应该都会有效果。

我们目前进展最快的第一个适应证是慢性疼痛。在美国进行的前期临床研究中，我们针对前扣带皮层（ACC）这个靶点进行超声调控，每次治疗约40分钟，患者的疼痛评分能显著下降40%-50%，且效果可以持续7到10天。

但这里有一个重要区别。像DBS治疗帕金森，是植入电极进行7×24小时的持续刺激。我们目前的超声调控，利用的是神经可塑性，效果是暂时的。一周后，它的效果会慢慢减弱。所以现阶段，我们还不能说完全“替代”DBS。

不过，也存在另一种可能性，就是利用高强度聚焦超声直接将病灶组织“烧掉”（消融），比如把STN核团烧掉来治疗帕金森，这在临床上是可以替代DBS的，只是患者需要接受组织被永久性损毁的后果。我们的长期方向，还是希望通过周期性的、低强度的调控，诱导大脑产生长期的神经可塑性改变，比如让患者从7天打一次，慢慢延长到一个月甚至半年打一次。当然，这还需要大量的临床研究来验证。

澎湃科技：我们再来谈谈“读取”。你提到超声波是通过采集“血流信号”来间接解码神经活动的。医院里用经颅多普勒（TCD）看脑血流已经很多年了，但图像非常模糊。超声波脑机接口如何通过这些信号来读取大脑意图？

彭雷：你说得很对，传统的B超或TCD分辨率太低了。我们正在研发一种超快超声成像技术，关键就在于“快”和“分辨率”——需要以每秒数千帧的速度，去捕捉神经元放电前后（约有1.5秒延迟），毛细血管里发生的微小血流变化，把空间分辨率从毫米级提升到百微米级。

这项技术最大的好处是全脑覆盖。一个侵入式电极阵列，比如Neuralink的技术，覆盖的面积可能只有大脑皮层的1.3‰。而同样一个探头放在头上，超声波可以对25%的全脑体积进行血流成像。有了这样的数据，我们才有可能去研究全脑功能活动。

挑战：神经科学与AI

澎湃科技：超声波大脑调控技术的实现主要有什么挑战？

彭雷：目前来看的话，以我们疼痛治疗的临床研究为例，疼痛有很多种不同的亚型，引起的原因可能都不相同。比如说，疼痛和情绪有很强的关系，很多慢性疼痛患者都抑郁，抑郁患者都容易产生疼痛。所以一些治疗疼痛的药物，本质上调节的可能是情绪的靶点。

所以要找到特定的亚型、特定的患者人群，然后可重复、可量化、可控且安全地通过超声波进行刺激治疗，这是要做一系列的临床研究的。这就是为什么今年我们从第三季度开始启动国内的临床的时候，就要把这些亚型跟它的刺激的参数范式去做很清晰的mapping（对应）。

澎湃科技：这似乎是治疗脑疾病的一个共同挑战，而非超声波脑机接口的独特问题？

彭雷：是的，这是一个神经科学的问题。疼痛的不同亚型决定了大脑的激活机制，但过去受制于没有好的工具，这方面的研究有很多停留在临床上一些浅尝辄止的尝试，没有沉淀下来，可复用的东西不多。

澎湃科技：回到超声波读取脑信号。虽然“全脑读取”听起来很美好，但全部血流信号混杂在一起，就像一锅粥，而且与真正的神经放电活动之间还有先后差别与1.5秒的延迟，如何读出有意义的信息？

彭雷：这正是目前全球范围内，这个领域最大的挑战，也是最大的机会。要从这锅粥里理出头绪，需要靠一个强大的AI基础模型来解释它。

这项工作刚刚开始，全球都还没有现成的解决方案。算法是什么、数据如何标注、模型如何训练、效果如何评价，一切都是未知的。我认为，我们要做的事情，其难度和重要性不亚于创造一个新的Transformer架构。

我们需要用多模态数据来做“交叉标注”。比如，我们同时记录有“金标准”的脑电信号和超声血流信号，让AI去学习它们之间的对应关系，这就像早期的AI需要大量人工标注图片一样。当这个模型足够强大时，我们

才有可能从看似混乱的血流信号中，推理出大脑真实的活动模式。加州理工学院已经有论文证明，用血流信号可以解码运动意图来控制机械臂，这证明了方向的可行性，但延迟问题和解码精度仍需AI和硬件的共同突破。

澎湃科技：硬件上的超快超声成像与软件上的血流信号大模型哪个更难一些？最后读取和写入的设备会是一体化的吗？

彭雷：肯定是大模型更难，硬件主要考验工程能力，还是相对容易实现的。

我们设想的几代产品，第一代是台架式，主要用在医院里，“读取”的部分由核磁完成，再确定超声干预的方案。第二代是可穿戴式的一体化设备，可以有机会到家里来用的，监测和干预同时进行。

这两代我觉得大概差1年到1年半的时间。第一代的话是计划在今年底启动临床，希望明年拿证。第二代的话是明年底启动临床，计划后年拿证。

更好的大脑还是丧失主体性？

澎湃科技：最近侵入式脑机接口行业在资本市场非常火热，也受到了很多政策支持。有人认为这是患者的福音，也有人觉得这个行业有些“过热”，你怎么看？

彭雷：我觉得在任何一个新兴的硬科技领域，允许一定的泡沫是正常的，说不定其中就能诞生伟大的公司和产品。有声音大的人，有埋头做事的人，市场最终会做出选择。我对自己和格式塔的要求是，可以去描绘愿景，但最终一定要交付，而且要用科学严谨、合规的方式去交付。

对于真正关注这个领域的患者，我的建议是，第一，保持谨慎，一定要在有资质的医院、用合规获批的产品；第二，保持乐观，因为AI赋能下的生命科学，其发展速度是超乎想象的，有一大批天才在这些领域努力奋斗，要对人类的集体智慧有信心。

澎湃科技：你多次提到AI的重要性，你怎么看待它与神经科学的“真相”之间的关系？

彭雷: 人工智能跟神经科学是一个硬币的两面，是相互借鉴的。没有对神经元研究，不会有神经网络；没有对视觉皮层工作方式研究，不会有机器视觉；没有对人的语言的研究，也不太会有LLM。

他们两个之间相互在表达和融合。就像从一座桥的两边朝中间走，找到融合的那个时候，可能就是奇点描述的那个时候。我自己乐观来看，可能还是要到2035年到2045年的这个范围之内。

AI想做的元宇宙也好，想做的具身智能也好，不就是想做出一个长得像我、声音像我、记忆像我、决策像我的人吗？我们就可以通过脑机接口获得更多的多模态的东西，实现这么一个解码和双向解释的过程。当他们中间最后的那个“罗塞塔石碑”，它上面得有3种语言——机器学习的语言，在神经信号的生物学信息，中间还得有一个东西能将两者对应起来。

这个罗塞塔石碑我觉得是一个可以值得我干十年、十五年的事情。

澎湃科技：你的公司愿景里有这么一条：“我们的终极目标并非‘增强’本身。我们拒绝以效率换取人类主体性。”但是当我们能够用脑机接口对大脑进行“读写”和物理改造，乃至未来通过基因技术进行生物改造时，人类的主体性还能保证吗？

彭雷：“写入”这个词，我觉得用“调控”可能会更准确。因为我们其实改变的是大脑功能上面的一些点，让它放电的信号变强或者变弱。我们现在真正谈得上能对大脑做“读写”的，基本停留在感知层。听觉能“写”了，就是人工耳蜗，视觉假体也在发展。但在感知之上的认知，你的记忆、你的情感、你的自我意识，连它怎么工作我们都不知道。在认知层面上的“写”，十年以内我还看不到这样的技术出现。

你的主体性是你对于客观世界感知和认知的互动，产生了你的大脑意识空间的一个叠加态。只要这个态还存在，你的改造只是为了让这个意识空间跟AI之间的带宽变得更高而已。就像原来我们20年前上网用Modem（调制解调器）拨号，跟现在你拿着5G手机刷短视频，你跟互联网的关系有本质变化吗？其实没有，你还是你，只是你的带宽和能力变得更快了而已。

澎湃科技：在格式塔的企业宣言里第一条是“真相高于立场”（“Truth over Ego”），是不是在暗示现在行业里面有些人夸大了自己的成果？

彭雷: 我对格式塔科技的定义是一家Life Science（生命科学）的公司，医疗器械一定是我们的水桶底，但不是我们的天花板。

这个宣言不仅是讲给外部，也是讲给内部的。我自身是深刻地感受到，原来我们这帮做电学脑机接口的创始人里面，大家还是更多是从工程的角度来思考大脑的问题，但我们很多时候忽略了神经科学，忽略了生物学、心理学。

人是比我们想象要复杂得多的。所以说我觉得要追求真相，不要因为你是什么背景，就要把大家所有认知放在一个对齐的平面上来看，是不是真的能够用你的立场推出放在所有人立场里面都共识的东西，那才是真相，只在你自我角度看到的东西，可能只是opinion（观点）。