对话孙俊峰教授：深耕超声脑机接口15年，按下技术转化加速键

2026年，超声脑机接口的热度骤增。

OpenAI创始人Sam Altman以联合创始人身份加入Merge Labs，完成2.52亿美元天使轮融资，投后估值达8.5亿美元；Coinbase创始人Fred Ehrsam组建Nudge，一举拿下1亿美元A轮融资。全球科技和资本巨头正在用真金白银投出一个信号：超声，凭借其全脑覆盖、精准聚焦、高分辨率读写等特性，在这场事关“硅碳融合”的未来博弈中，正成为资本与科技巨头眼中下一代人机互联终极路线。

然而，如果把时钟往回拨两年，这条赛道还人烟稀少——彼时，资本的聚光灯全部打在电学脑机接口身上。

是什么让超声路线在2026年骤然升温？超声脑机接口究竟走到了哪一步？“全脑读写”在技术上是否可行？它面临哪些核心挑战？未来发展前景如何？

带着对这条赛道的好奇，动脉网找到了脑伽科技——一家创始团队在超声脑机接口领域深耕整整15年、却低调到几乎不为人知的企业，并与脑伽的创始人孙俊峰进行了一次深度对话。

孙俊峰是上海交通大学生物医学工程学院教授、博导，神经工程领域顶刊IEEE Transactions on Neural Systems & Rehabilitation Engineering的Associate Editor，主持和参与了多项国家重点研发计划课题和国家自然基金委项目。

从2011年扎进经颅超声研究算起，孙俊峰团队几乎完整经历了中国超声脑机接口从0到1的全部历程：2015年发表团队的第一篇经颅超声动物研究论文；2021年发表国内第一篇经颅超声人脑研究论文；2023年发表国内第一篇经颅超声临床研究论文；2025年进行了基于同步神经影像的经颅超声刺激神经调控效应检测与反馈研究。

在访谈中，孙俊峰教授向动脉网讲述了超声脑机接口从鲜有问津，到站上风口浪尖的全部故事。

01

“进化阶梯”：从L1无创调控到L5人机融合

动脉网：超声脑机接口今年突然火了，Merge Labs、Nudge、Sanmai在美国拿了大钱。你怎么看这股热潮？

孙俊峰：说实话，外界看到的是“突然火了”，但我们身处其中，感受到的是一种“水到渠成”。Merge Labs、Nudge这些公司的出现，本质上是全球产业认知到达临界点之后的自然释放。

2010年发表于《Neuron》上的一篇动物研究，让超声神经调控开始吸引大家的关注。这一研究展示了超声刺激对小鼠的运动皮层及海马区的神经调控作用，让大家意识到超声作为一项神经调控技术用于大脑的可能性。

此后的十几年，国际范围内对超声神经调控的基础研究、人脑和临床研究也在持续推进，在安全性和有效性方面已经积累了相当的数据，在超声神经调控的技术优势、应用场景和发展潜力方面也形成了共识。

在这个时间节点，Merge Labs进来了，它让全世界的资本和人才都开始认真看待超声脑机接口这件事。一个行业想快速发展，一定需要很多家企业一起来推动，也需要资本的助力。众人拾柴火焰高嘛！超声脑机接口是新兴的技术，中国在技术研发和临床研究方面和国际上差不多同步。我们团队从很早就参与到这件事中，很幸运能在其发展过程中做出一些贡献。

动脉网：您刚才提到，早期大家主要讲超声神经调控，并没有提超声脑机接口的概念。那为什么大家从去年开始讲超声脑机接口这个概念呢？

孙俊峰：一方面，超声神经调控从开环方式发展到闭环方式，自然就进入脑机接口的范畴。另一方面，大家在推动超声脑机接口的概念时，实际上对超声在脑的应用有更高的期待，希望不仅仅局限在神经调控，还要发挥超声能通过非侵入式的方式“读取”大脑的神经活动的能力。

动脉网：你刚才提到从超声神经调控到超声脑机接口的发展过程，那么这个发展过程可分划为一些典型的阶段吗？包括未来的发展阶段？

孙俊峰：根据技术演进和工作原理，我认为可以把从超声神经调控到超声脑机接口的发展分为L1到L5，五个阶段。

L1-L5，超声脑机接口发展脉络图

第一阶段（L1）就是简单的聚焦超声神经调控。系统驱动超声换能器发出聚焦超声波。这样的超声刺激系统用于从细胞、到动物、再到人脑研究和临床研究，积累了关于超声神经调控的机制、有效性和安全性的认知。

第二阶段（L2）是“超声刺激+导航”的阶段。超声神经调控的最大优点是能通过非侵入式的方式作用于深部脑区。但颅骨对超声有显著的衰减折射，需要导航系统计算经颅声场和传播路径，做到指哪打哪，不盲打。没有导航系统，就没法发挥经颅超声刺激的优点，甚至完全无效。

第三阶段（L3）是“超声刺激+导航+监测反馈”的阶段，是一个关键跃迁。我们的人脑非常复杂，同一个刺激参数对不同的人可能产生不同的效果；对同一个人在不同状态下，比如疲劳状态和清醒状态，也可能产生不同的效果；对同一个人的不同脑区也可能产生不同的效果。这就需要发展神经调控效应的同步监测反馈技术，在神经调控过程中实时动态监测神经活动，观察调控效果，调整刺激参数，实现千人千面的定制化调控。L3阶段把“刺激+导航+监测反馈”三个环节打通，从L2阶段的开环方式发展到闭环方式，这也具备了脑机接口“读”的雏形——而且是在完全无创的状态下，也就进入了脑机接口的范畴。

第四阶段（L4）的核心是“超声解码”。在这一阶段，颅骨会对通过超声来“读”神经活动带来严重障碍，所以我们要采用半侵入的方式，将超声芯片植入或者说埋入颅骨，获得海量的神经活动信号，进而尝试进行解码，获知神经意图。这个阶段还可能引入声基因技术，也就是把对超声敏感的蛋白“移植”到神经元的细胞膜上，让神经元对超声更敏感，响应更强，从而增强超声的“读写”效果。

而第五阶段（L5）则是终极的融合——实现人脑与AI之间高带宽的双向交互与增强。我认为这一阶段具有以下特征：全脑高质量、高通量、高空间精度的信号读写；进而发展到人脑通过脑机接口和AI的交互融合来达到脑能力增强和AI能力的增强，甚至拓展到感觉、运动控制。实现的途径也不仅仅限于超声这一个模态，可能是超声融合电学等多模态方式，这些物理模态之间发生“化学反应”，形成新的“读写”原理。

02

“攻坚战”：从声学迷宫、量效迷雾到尺寸极限

动脉网：我们现在对超声脑机接口的发展脉络有了大概的了解，那么超声脑机接口面临哪些核心挑战呢？

孙俊峰：我觉得首要的技术挑战是颅骨对超声传播的影响。每个人的颅骨厚度、密度、曲率、内部孔隙结构都不一样，它就像一个天然的声学迷宫，会对超声的经颅传播产生衰减、折射和散射，也就会导致在颅内的聚焦点偏离。超声“写”和“读”都会受到颅骨的严重影响。我们需要一套算法精密计算出超声经过颅骨后的复杂声场形态，进而在导航系统里去做补偿修正，在导航系统引导下实现对目标靶区的精准刺激。

超声“写入”系统从单阵元系统发展到相控阵系统。相控阵超声刺激系统通过调整各个阵元的相位延迟，可以实现动态调整声场焦域的位置。然而，颅骨的存在让如何计算各个阵元的相位延迟也成为极有挑战性的难题，特别是在不通过磁共振测温度场进行反馈的条件下。

对于“读”来说，颅骨的影响更大。相对于神经调控，“读”采用的超声频率相对更高；而颅骨对高频超声产生的衰减更大。

第二个挑战是超声刺激对神经活动调控的量效关系。国际上有大量的超声刺激动物研究和将近100篇的人脑及临床研究，但不同团队使用的刺激参数各不相同，这些参数的有效性和可重复性还需要去验证，还没形成共识的有效参数。这些参数在不同的脑区是否能产生类似的效果？是否能在不同的人脑上产生一致性的效果？只有解决了这些超声刺激的量效关系，超声神经调控才会获得更为广泛的成功的应用。

第三个挑战是超声脑机接口系统的小型化乃至微型化。在L1-L3阶段的时候，我们采用非侵入的方式，系统可以做得比较大，不需要特别考虑功耗、散热、算力。到了L4阶段，我们需要采用半侵入的方式，这么小的空间下，把探头、主控、计算芯片、通讯、电池等集成进去。这极度考验集成和能耗管理，需要发展专用的集成芯片。

还有一些其他的问题，比如超声神经调控的机制，这是比上面说的量效关系更基本的问题。超声神经调控的机制存在多种理论或者假说，还未形成共识。

当然，从实用主义角度，我们可以先解决技术问题和量效关系问题，然后在保证安全性的前提下，能有效，我们就可以把这个技术先用起来，在用的过程中研究机制，来优化效果。

动脉网：孙教授，你怎么看超声和电学两条路线的关系？是替代还是互补？

孙俊峰：我觉得是长期互补。超声路线和电学路线各有自己的优点，这是由他们的物理特性决定的，关键在于应用于他们适用的场景。电学路线的优势在“读”——侵入式电极直接记录神经元放电，时间精度能做到微秒级，这一点超声目前追不上。但超声的优势是“写”和“覆盖”，也就是全脑深部可及，靶点任意切换。

在人机互联这件事上，超声相比侵入式路线有不可替代的优势：全脑网络覆盖、多靶点时序可调、实时同步收发。大脑的很多复杂功能，比如记忆、情绪、注意，不是由单点决定的，而是跨脑区的神经网络协同活动的产物。你不可能沿着一条环路插满电极去调控它，但超声可以做到多靶点同步或有时序的感知和调控。所以，超声可能是人类第一次有机会用一个平台去“全脑对全脑”地理解大脑。

并且，超声波是机械波，超声波发放的时候不会对同步记录的神经电信号带来严重的电磁干扰，这也为发展多模态的闭环超声调控带来便利。

03

“临界点”：从实验室研究到临床应用

动脉网：从2025年下半年开始，超声脑机接口的概念很热，有一批新的公司出来做这个方向。是什么让您走出实验室来进行超声脑机接口的产业化呢？

孙俊峰：我在2024年3月创立脑伽科技，当时做产业化是我在“两个临界点”时自然而然的选择。

第一个临界点是我上面提到的，就是经过10多年的发展和积累，超声神经调控技术从整体上来说走到了产业化的“临界点”。

第二个临界点是我个人在超声神经调控技术和应用研究到了一个临界点。我2009年博士毕业，进入上海交大工作，当时做基于神经影像和脑电的精神类脑疾病研究。当看到2010年发表于《Neuron》上的那篇超声刺激对小鼠的神经调控论文时，我就决定做这个方向。我自己是电子工程的本科、声学的硕士和信号处理的博士，工作后又开始做脑科学和脑疾病，这样的交叉背景促使我做出这样的决定。

我自己动手搭超声刺激的实验设备，并在2011年就开始进行动物研究。2015年，我们团队在国际顶刊发表了我们第一篇经颅超声刺激动物研究论文；2017年，我们做出了第一代经颅超声刺激系统；2019年，我们在IEEE TBME上发表的论文在国际上首次证实经颅超声可以改善抑郁模型大鼠的症状，后来也被学界评为“临床前研究里程碑”级别研究。

真正的突破发生在2021年，使用我们自己研发的经颅超声设备，我和上海市精神卫生中心的袁逖飞教授合作，在国际上首次揭示了经颅超声对人脑的可塑性调控效应。它的核心意义在于，首次确认了超声波可以在无创的情况下，改变人脑神经元的兴奋性，并且在停止刺激之后，这种兴奋性仍然可以维持较长的时间。这就奠定了超声用于人脑治疗的生理学基础。所以这篇论文后来也被国际上评价为“经颅超声人脑应用研究的里程碑”。

2023年，我们和刘登堂主任合作发表了国内第一篇经颅超声临床研究的论文，做的是针对精神分裂症的随机双盲对照试验。这也是国际上第一个该方向的临床研究。论文发表后，被国际评价为“经颅超声临床研究的里程碑”。

到了这个时候，我在实验室的技术研发、人脑和临床研究都走通了。我觉得到了“临界点”，是时候做产业化了。

动脉网：脑伽科技成立后，主要做了哪些事情？

孙俊峰：脑伽科技成立后主要在做三件事情，要解决超声刺激剂量对不对，刺激位置准不准，刺激效果好不好的问题。

第一个是做超声刺激系统的研发和量产。我们形成了从单阵元到相控阵的系列产品，实现量产，保证聚焦超声输出精确稳定。

第二个是导航技术的研发。我们“死磕”经颅声场计算的问题，也就是我前面提到的第一个重要挑战，用AI模型修正颅骨对超声传播的衰减和折射的影响，保证刺激的位置精准。声场计算的研究还和相控阵系统的研发对齐，来支持对相控阵各阵元延迟时间的精准计算。

第三个是超声神经调控效应，也就是实时监测技术。我们研发系统样机，并进行人脑研究，来解决我前面提到的第二个重要挑战。

我们搭建起从底层硬件到上层算法的完整闭环产品矩阵，也深度布局了多项专利。同时，基于我们设备的闭环，我们针对不同的临床适应症也构建了相应的闭环治疗方案——靶点、参数、疗程等等。

从底层硬件到上层算法，脑伽科技产品矩阵图

动脉网：L1到L5这个直观的定义，清晰展示了超声脑机接口的发展脉络。那脑伽现在处在哪个位置？

孙俊峰：脑伽科技已率先实现“刺激+导航+监测反馈”一体化闭环平台，处于L3阶段，并已在做L4阶段的预研。从L1到L3阶段，我们不仅仅是停留在技术研发或动物实验，我们是把超声神经调控真正应用于临床。

除了我们已公开报道的三个人脑研究和一个临床研究，我们还有多个临床研究在进行中，包括对精神分裂症、成瘾、意识障碍（植物人促醒）、脑卒中康复、慢性疼痛等适应症。已经揭盲的两个精神分裂症研究累计入组上百例，都取得了显著的临床疗效；意识障碍也就是植物人唤醒研究的应答率高达50%。

动脉网：听起来非常振奋人心。你能介绍一下其他潜在的适应症吗？

孙俊峰：经颅超声刺激的潜在适应症非常广泛。比如阿尔兹海默症。全球累积投入了千亿美金来尝试治疗这个病。经过超声治疗之后，可以提高记忆力和认知，延缓阿尔兹海默的病程。未来这件事情也可能通过小型化的超声设备实现居家的病程管理和治疗。

再比如成瘾。国外做过阿片类药物成瘾研究。通过超声治疗之后，尿检随访，87.5%的受试者在30天内没有复吸，62.5%的受试者在90天内没有复吸。这个意义就很大了。还有我们做的烟瘾、酒瘾，都可能成为经颅超声的家用新场景。

其他的还有慢性难治性疼痛、青少年ADHD、抑郁症等。我们布局了多个适应症，正在不同的医院做临床研究，未来也会考虑转化。这里面还有许多具备消费级、居家使用潜力的场景。

动脉网：这些不同的临床研究，需要不同的设备来做吗？

孙俊峰：刺激和导航的设备是一样的，靶点、刺激参数和疗程不同。这也是我说的，设备研发和临床研究要形成闭环，才能迭代演进，形成有效的治疗方案。脱离临床研究，纯粹去攒一台设备是没有意义的。反过来，也没有办法脱离设备去做临床研究。声学、神经科学、工程能力，少一个维度就做不出来。很多时候治疗方案和设备是相辅相成的。比如你没有导航，你就打不到深部靶点，那临床治疗肯定就会受到很大限制。你没有监测反馈，那就不能保证临床的效果。

04

“从L3到L5”：全脑读写还有多远？

动脉网：你多次提到L5是“全脑读写、人机融合”的终极状态。这个目标离我们有多远？

孙俊峰：坦白说，没有人能给出准确的时间表。监管、适应症验证、基础研究的突破、技术成熟度的爬坡——每一关都不容易。从L3到L4，我们需要在“读”的层面做带宽突破，通量突破，以及基于AI的神经信号大模型解码。从L4到L5，则要面对更根本的问题：意识能不能被数字化？记忆能不能被上传？这甚至不是工程问题，而是哲学和伦理问题。

全脑读写，人机交互，超声脑机接口终极想象示意图

动脉网：在你看来，未来超声脑机接口会有哪些需要持续突破的点？

孙俊峰：我们认为有两个关键词：小器件，大数据。

设备和器件的小型化是必经之路，不论是居家的超声神经调控，还是到L4、L5阶段的超声脑机接口、人机交互，都需要高集成度、低功耗的超声器件。这其实也是超声的优势之一，形态灵活。让超声阵列更精密、更无感，才能真正进入未来场景。

我们的科研团队也为L4阶段储备了诸如柔性换能器、薄膜相控阵等一系列前沿技术和专利，未来会随着公司的发展逐步转化和释放，持续保持技术引领。

与此同时，团队在长期实验中积累了大量的临床数据，影像、量表、刺激参数组合、靶点数据库、临床亚型……覆盖了多个适应症的优化参数区间，希望实现可重复、可量化、安全可控的超声调控。这是未来个体化精准闭环的核心智力资产。参数和靶点不是一朝一夕能积累出来的，而是这么多年“笨功夫”的沉淀。我们把这些沉淀作为我们技术和应用飞轮的动力，让飞轮加速转起来。

动脉网：最后一个问题，脑伽的发展哲学是什么？

孙俊峰：八个字：脚踏实地，仰望星空。“脚踏实地”是稳步推进我们手里的产品管线注册和临床。我们的管线布局稳扎稳打，首张三类证的获批越来越近。“仰望星空”是对超声脑机接口的前沿保持高度的好奇心，持续探索，用超声开启脑机接口深部读写新时代，推动整个行业从L3闭环走向L4乃至L5的人机融合终极场景。

这条路怎么走，最终会走成什么样，现在没有人能给出标准答案——需要整个行业一起探索。我们会保持耐心和定力，持续地去做我们认为对的事情。

*封面图片来源：AI生成

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