E209|挑战Neuralink,硅谷大佬争相涌入的超声脑机接口是什么?
摘要
- 超声脑机接口的核心命题不是全面取代电极,而是用全脑覆盖换取稍慢、但仍可用于闭环调控的时间分辨率。 彭雷估算,Neuralink的1024通道目前约记录1000—2000个神经元,只覆盖大脑表面约1.3‰;同等位置的超声探头若缩至相近尺寸,可覆盖约25%的大脑体积。电信号能做到10微秒以内,超声读取的血流信号与神经活动则天然相差0.5—1.5秒,但它打开了“整体大于局部之和”的全脑路线。
- 最接近商业兑现的超声适应症是慢性疼痛,但注册证仍是决定设备价值的硬门槛。 彭雷称,美国合作方以非侵入式相控阵刺激ACC脑区,约40分钟可令部分患者疼痛感立刻下降60%—70%,效果持续七天;这可能减少止痛药依赖,尤其针对癌痛、带状疱疹后疼痛、外周神经痛和幻肢痛。他预计中美最快也要到2026年底或2027年拿证:“没有这张证,你的设备一分钱都不值。”
- 中风、AD、睡眠和精神疾病构成巨大管线,却同时暴露出脑科学“知其然不知其所以然”的证据风险。 超声可能减少缺血性中风后的神经元死亡、打开血脑屏障辅助给药;动物实验中还观察到增强海马代谢和神经再生的现象;它也可能调控失眠、抑郁、ADHD、OCD、成瘾和癫痫相关环路。但Tau与Aβ究竟是AD的因还是果也无共识。真正的长期价值不是再多找几个“捅一下就动一下”的靶点,而是把黑盒大脑逐步“白盒化”。
- 顶级资本已经把超声脑机接口从科研边缘推向独立赛道,但各家公司仍以单一适应症和不同侵入程度试水。 节目列出的玩家包括陈天桥投资的Spire、融得1亿美元A轮且约十名成员来自Neuralink的Nudge、Eric Schmidt捐赠支持的Forest、Reid Hoffman投资的Sanmai,以及Sam Altman联合创办的Merge Labs;后者据消息正与OpenAI洽谈2.5亿美元融资。彭雷用一句玩笑概括Nudge的跨界:“这些web 3.0的人,想投资一下web 4.0。”
- 超声路线真正的远期期权,是绕开颅骨、叠加基因改造,实现可扩展的全脑双向连接。 颅骨会造成因人而异的散射,因此彭雷设想以不破硬膜的“半侵入式”手术,将部分颅骨换成树脂材料,再配合超声与基因疗法;他判断这一方向可能仍需5—8年。这个判断高度前瞻且尚未验证,但其天花板很明确:“你的全脑都可以被读写。”
- 脑机接口、具身智能和AI可能汇流,但控制机器人与上传知识记忆是两条成熟度完全不同的曲线。 电极解码鼠标后,扩展到机械臂乃至双足机器人只是自由度增加,彭雷认可马斯克在2028年前做到这一点;但他明确反对届时实现知识和记忆上传,称局部电极“永远没有办法解码意识”。他认为只跑在H200上的语言模型不会产生意识,AI若要产生意识,需要先获得身体,与物理世界互动并经历奖励和惩罚。
- 中国脑机与生命科学公司的投资优势在临床成本和资源密度,同时需要更长期的耐心资本;估值还受到地缘政治折价。 彭雷给出的基准是:美国三类有源植入器械平均投入10亿美元、耗时十年,中国电学脑机公司大致按7亿元人民币、七年准备;单例临床在中国可能只需几十万元人民币,而Neuralink在美国约为100万—150万美元。与此同时,国内电学脑机公司平均估值约3亿美元、Neuralink约120亿美元,他的判断是硬科技已经“各估各的”,但中国的人才、供应链和患者资源仍留下长期估值修复空间。
精读
1. 局部电极能治病,却不足以解释整颗大脑
彭雷从860亿个神经元出发解释传统脑机接口:电极贴在皮层表面或插入皮层,通过记录放电完成“读”,通过刺激神经元完成“写”。这条路线已有三四十年科研积累,局部解码和调控的临床价值是确定的。
帕金森是局部疗法最清晰的样本:刺激STN核团,患者手抖可以立刻停止。彭雷不否认这类价值,但区分了“治病”与理解思维、意识、记忆、情感、主客观感受等终极问题;后者不可能靠若干局部信号简单拼接。
他在做了三四年电学路线后创立格式塔,依据的是一个长期假设:“大脑一定是一个整体大于局部之和的东西。”即使把皮层插满Neuralink电极,得到的也可能只是局部叠加,而非整体大脑真正的工作机制。
2. fMRI看见了全脑,却丢失了决定神经环路的时间
从X射线、CT、PET-CT到MR,医学影像让人类非侵入地看见灰质、白质、出血和肿瘤;但这些主要是结构信号。fMRI第一次提供全脑功能视角,并在过去十年形成情绪、抑郁、自闭及脑区连接图谱。
fMRI的问题在于,它读到的是区域血氧上升这一间接信号。即使磁场由3T升到7T、空间精度提高,采集、解算及血氧与电活动之间的生理差异,仍可能带来数秒乃至约10秒延迟。
时间之所以关键,是因为脑区之间存在增强、抑制和严格的先后关系。彭雷把它比作城市红绿灯网络:“如果没有时间的观念”,相邻信号灯误差几分钟,交通一定混乱;只知道哪些脑区亮过,无法还原神经环路如何运行。
3. “透明大脑”的终点要求同时逼近单细胞和十微秒
彭雷给出的终极测量目标有两个轴:空间上定位860亿个神经元,时间上记录它们何时放电。节目讨论的目标包括秒级乃至100毫秒级,远期则要进入几十微米的单神经元尺度与十微秒尺度。
一个神经元每秒可能发出上百次信号,相邻放电间隔可到微秒级。若每个细胞“每十微秒做了什么我都知道”,彭雷认为大脑才近乎透明;这更像未来30年或50年的方向,而非当前产品指标。
这套坐标系也改变了技术比较:电极的长处是时间,fMRI的长处是全脑空间,超声试图站在两者之间,同时把覆盖范围、速度和双向调控做成一个平台。
4. Neuralink的1024通道证明了时间优势,也暴露了空间天花板
彭雷称,Neuralink从2024年1月植入首位患者Noland起,录制时已植入12名患者,设备均为1024通道。每个触点平均可记录1—2个神经元,但考虑插入损伤、偏移和失效,他粗估实际可读约1000—2000个神经元。
相对860亿个神经元,这仍可忽略不计;其电极覆盖的大脑表面约为1.3‰,“整个大脑的表面面积的999‰都还没有被记录下来”。更大的物理限制是现有电极通常只进入3—5毫米,而大脑厚度可达约8厘米。
时间性能则接近实时:电极与神经元接触,放电可在10微秒以内被记录。马斯克称计划到2028年发展深脑电极和2.5万条通路,也计划制作可插入6—7厘米的下一代电极,但现在尚未做出来。
中国电学脑机公司目前多在64—256通道,彭雷认为系统若保持约18个月翻倍已很出色,因为芯片、通信、算力、体积和发热必须像“水桶”一样同步升级。他估计与Neuralink约有三年差距,而且差距正在缩小。
5. 超声用血流换覆盖,同尺寸探头可从1.3‰跃至25%
彭雷的测算是:假设把超声探头缩到与Neuralink植入物相近的硬币大小,并放在相同位置,Neuralink覆盖约1.3‰的大脑表面,超声则可能对约25%的大脑体积成像。这一比较仍是工程目标,不是现成产品规格。
超声并不直接读电信号,而是读取神经元周围微血管和毛细血管的血流变化。神经活动需要供血,不同神经元的血流响应可能提前或滞后,因此血流与电活动天然存在约0.5—1.5秒的生理差。
泓君追问这种延迟是否意味着设备本身很慢;彭雷区分了两件事:血流一旦出现,超声可实时采集,慢的是原始生理变量之间的映射。相比fMRI的大几秒甚至10秒,它仍可能提供一秒前后的全脑动态窗口。
6. 慢性疼痛让非侵入式超声最先靠近患者和收入
电学脑机当前以“读”为主,为渐冻症和高位截瘫患者解码运动、语言或鼠标控制,恢复“Digital Autonomy,数字自主权”。超声最先形成产品机会的方向则偏向“写”,即通过相控阵把声能聚焦到特定脑区。
相控阵由多个阵元以不同的时序和幅值发射超声,在颅内形成焦点;机械振动或温升效应可令神经元兴奋或受抑制。其原理与相控阵雷达相近,只是探测目标换成了脑组织调控。
疼痛场景瞄准ACC脑区:癌症疼痛、带状疱疹、外周神经痛和残肢幻痛最终都可能汇聚为中枢靶点。彭雷称,美国合作方的早期临床中,约40分钟刺激可使疼痛感立即下降60%—70%,并持续七天。
这项治疗无需开颅,患者躺在病床上、由头架固定并接受约30—40分钟治疗。对止痛药成瘾或药物效果已经衰减的人,它可能意味着“一周摆脱止痛片”;但彭雷没有把早期结果说成已经获批的普适疗法。
7. 安全参数和注册证,而非工程演示,决定超声何时成为生意
超声用于B超已有几十年,具有无放射性等优势;高能超声也能做超声刀、医美“超声炮”或组织破碎。彭雷提到,香港曾有针对肝癌的高强度超声组织碎裂设备,可把癌组织打成液体,再由正常组织代谢,但这种损毁能力正说明“打脑子”的风险更高。
过去十年的科研重点,是找到既能影响神经元、又不损伤其他脑组织的能量、焦点和参数范围。FDA与NMPA也只是刚开始接受超声用于大脑调控;慢性疼痛适应症在全球都尚未拿证。
彭雷在录制时判断,中美最快可能到2026年底或2027年获批。注册必须同时证明安全性和有效性:二类器械通常需三四年,三类器械可能需七至十年,医疗产品无法沿用互联网“两周一个迭代”的节奏。
他同样提醒,Neuralink的12例仍属于临床前研究,并非正式获证服务;普通患者大概要到2029年以后才能在医院选择植入。在此之前,参与者是“研究性受试者”,而不是常规治疗中的患者。
8. 疾病管线很宽,但多数机会仍停留在早期验证
缺血性中风后的急性期或恢复期,是第二个候选方向:超声可能调控受损区域,减少因断血而批量死亡的神经元。
AD的路径更多元:超声可能加速Tau和Aβ沉积代谢、提高小胶质细胞代谢能力,也可能局部打开血脑屏障,让原本无法穿过脑血管壁的药物直接进入脑组织。
动物实验中,团队还尝试直接刺激海马,观察到代谢和神经元活性增强,甚至出现可能的“Neuroregeneration”;但彭雷明确说这尚未在人身上试过。海马有一部分神经元具备再生能力,能否转化为AD疗效仍待验证。
睡眠、严重抑郁、自闭、ADHD、OCD、成瘾和癫痫也是潜在场景。早期实验中,一些长期失眠、服用大量安眠药的人在治疗床上即可入睡。泓君进一步设想将高质量睡眠从八小时降至六小时,彭雷表示这仍是很大的适应症空间;但靶点因人而异,安全性、泛化能力以及疗效仍需验证。
9. 中国起步稍晚,却可能用患者与临床资源追回验证速度
彭雷称,美国、欧洲和加拿大的一些大学、研究所约三四年前已开始部分超声脑调控实验,中国才刚进入临床研究阶段,格式塔也处于起步期。由于整个赛道本身只有约十年,中美差距不像成熟器械领域那样悬殊。
中国的优势首先是患者数量,单一适应症人群可能达到欧美单个国家的10倍或20倍;其次是非人灵长类动物实验相对更可开展。彭雷据此判断,中国可能更快积累安全性与有效性数据,甚至先拿到医疗器械许可证,但他说的是“完全有可能”,并非既成结果。
10. 硅谷资本已围绕不同适应症布下五类超声筹码
彭雷列出的早期玩家中,Spire源于犹他大学并获陈天桥投资;格式塔本身也由陈天桥与彭雷联合创立。资本在这里押注的不只是某款设备,而是超声能否成为与电学路线并列的新平台。
Nudge约有十名成员来自Neuralink,录制前两个月完成1亿美元A轮,投资方为Thrive Capital;其CEO Fred是Coinbase联合创始人。公司选择非侵入式低强度超声和PTSD切口,彭雷调侃这是“web 3.0的人想投资一下web 4.0”。
Forest由加州理工的一位博士后和几位老师成立,采取FRO、即Focused Research Organization模式,主要捐赠者是原Google CEO Eric Schmidt。它更偏半侵入式,在颅骨下放置装置,尝试失眠和意识障碍患者的唤醒。
彭雷还提到获Reid Hoffman投资的Sanmai,以及最新的Merge Labs。后者由Sam Altman成立,据当时公开消息正与OpenAI讨论2.5亿美元融资;彭雷把这解读为Sam选择一条不同于Elon Musk和Neuralink的技术路线。
11. Merge Labs把超声与基因改造放进了同一张路线图
Merge Labs尚未公开详细方案,彭雷称其官网当时也无法打开;目前能看到的两个概念是超声与基因改造。格式塔也在探索相似方向,彭雷曾在五月赴美,与David Baker讨论利用基因改造和蛋白质设计提升相关能力,但以“前沿跟敏感”为由没有展开。
他的基础假设是:若目标真是让人脑与AI高通量互联,甚至实现意识进入数字空间、知识下载或记忆上传,仅改进外部设备可能不够,“我们的大脑本身是要做改造的”。基因疗法被视为提高大脑与未来接口融合度的一种可能。
彭雷用《黑客帝国》的红蓝药丸作类比:药丸也许可以被重新理解为让大脑发生某种改变、从而连接Matrix的基因药物。他明确表示这是自己的推想,不知道是否正确,但很喜欢这个概念。
12. 颅骨是超声最大障碍,树脂颅骨则构成半侵入式上限
超声跨颅读写“最大的障碍”是骨头:不同人的颅骨厚度和空腔结构不同,会造成不规则散射,使聚焦精度降低,并把算法处理变成复杂问题。
去除局部颅骨后,脑脊液、硬脑膜和脑组织对超声传递不会形成重大的散射和信号偏离。彭雷因此强调超声的半侵入式不破硬脑膜;Neuralink则需要破开硬脑膜并插入电极,会带来更严格的安全性和免疫性要求。他把换一块颅骨类比为隆鼻或削下巴,泓君则提醒了大众对开颅风险的直觉恐惧。
远期构想是以树脂替换左右部分颅骨,外观、头皮和头发生长保持正常,同时让多个探头覆盖全脑。若再结合基因改造,就可能形成全脑读写平台;彭雷估计仍需5—8年,并称自己认为这个方向是确定的。
13. 人脑的25瓦、万级连接和可塑性,暴露了GPU架构的差距
彭雷用H200与人脑作指标对照:约1000亿晶体管与约1000亿神经元在数量级上接近,但每个神经元可有10⁴个连接;他给出的功耗对比是GPU系统上千瓦甚至数十千瓦,而大脑约25瓦。
根本差异不只在制程,而在结构。主流计算采用冯·诺伊曼式存算分离,DeepSeek可以运行在英伟达或华为上;大脑则存算一体,硬件和软件无法拆开,因此生物计算被称为“Wetware,湿件”。
更重要的是可塑性:彭雷说,一次两小时的交谈会物理改变听者脑中的突触连接、放电频率和连接强度,“你的大脑已经被我永久地改变了”;而制造完成的AI芯片无法改变内部线路。
14. AI科学家正把神经科学和生命科学视为下一次突破源
彭雷把神经科学与人工智能称为“一个硬币的两面”:神经元启发了神经网络,未来对大脑机制的突破也可能反过来改变AI。他特别关注类脑芯片、存算一体等非传统架构能否降低功耗。
Jeffrey Hinton具有神经科学背景,并提出一个彭雷认为重要的问题:现代AI依赖反向传播和梯度下降完成收敛,但生物大脑没有同样机制。若生物能以另一套方式学习,现有AI理论显然还没有穷尽智能。
Demis领导的路线从AlphaGo、AlphaFold延伸至AlphaGenome和虚拟细胞AIVC。彭雷解释,若AI能模拟细胞受扰动后的反应,新药进入动物实验前就可能筛掉80%—90%不靠谱的成分,再逐步扩展到虚拟器官和虚拟人体。
Isomorphic Labs被他视为这种交叉的商业化代表:公司融得6.5亿美元,顾问包括四位诺贝尔奖获得者,口号是“Cure All Disease”。彭雷指出,国内不少场合仍把AI放在互联网、模型和硬件的框架里,而一些美国顶级AI科学家已从生命科学重新定义问题。
15. 语言模型拥有知识压缩,却还缺少形成意识的物理世界
彭雷认为,大语言模型的跃迁建立在人类绝大部分知识由语言承载这一事实之上;Transformer、Attention、Scaling Law、训练集、GPU、强化学习和合成数据共同推动了从Transformer论文到ChatGPT-5的发展路径。
但语言是高浓度、可精确描述的符号,世界模型面对的开门、举手机、行走等物理知识并未被完整结构化。李飞飞的World Labs被用作例子:下一代AI必须学习物理、化学和环境反馈,而不只是遍历文本。
对目前的AI模型是否会产生意识,彭雷认为,如果AI只停留在堆叠H200的状态,就不会产生意识;它需要具备身体,在物理世界里互动,接受奖励和惩罚,才有产生意识的可能。
由此得到的交汇判断是:人工智能、具身智能与脑机接口迟早会合流。世界模型提供环境理解,机器人提供身体和行动,脑机接口则可能连接生物智能。
16. 语音可以被解码,语义和记忆仍是分布式谜题
人类已知Wernicke区和Broca区分别参与语音、语义处理,但彭雷坦言:“我们并不知道大脑为什么会产生语言。”一个人用中文或英文表达时,语音相关活动可能变化,背后的“桌子”“chair”“table”概念却可能共享语义网络。
当前电学和超声脑机的语言解码,大多仍落在语音或发音器官运动:口、咽、舌、唇的肌肉运动产生的声音可以被还原,不等于读取抽象语义。语义还涉及前额叶和多脑区网络,这再次支持全脑研究,而非只插几个语言区。
记忆同样不是存放在单一位置的录像。海马主要参与记忆编码,之后会把当时的多模态情况重新播放;一周后回忆录音棚时,视觉皮层重现茶杯和环境,听觉皮层重现声音,味觉与触觉也参与,记忆内容分布在多个脑区。
彭雷认为,AI尚未真正利用这种分布式重放机制,也不知道如何利用。海马不是像摄像头一样把完整环境记录在单一区域,而是参与记忆的提取和编码;这也是知识或记忆上传尚无明确工程对象的原因。
17. 医疗可以在黑盒中成立,科学突破却要求把因果链照亮
DBS治疗帕金森的历史说明,有效疗法不必等待完整机理:医生偶然发现切除某脑区后患者不再手抖,随后用损毁或电刺激重复效果。DBS已销售约20年、全球植入可能达数十万人,但“为什么”仍未被完整回答。
彭雷把现状形容为在黑盒上反复“捅”:若100次中90次以上出现同一结果,就建立因果联系,做成药物或器械。超声的科学价值在于同时提高全脑覆盖和信号采集速度,使研究者有机会观察刺激如何影响更广泛的网络,而不只是记录局部终点;但其血流信号与电活动仍存在0.5—1.5秒的生理差异。
泓君以AD提出关键反例:部分患者没有Tau蛋白,模式动物也可能无Tau却呈现AD症状。彭雷承认Tau、Aβ乃至节目提到的TBK都未形成统一靶点共识,沉积究竟是因还是果并不知道;睡眠和精神疾病也存在类似个体差异。
因此,全脑脑机接口更像生命科学底层仪器,而不仅是一种疗法。彭雷将其类比基因测序仪:测序本身未必直接治病,却先打开生命如何编码和传承,继而才有精准医疗与基因治疗。
18. 医疗器械必须按七到十年融资,成本差异则给中国留下赔率
彭雷给生命科学创业者的最低预期是五年、七年,而非互联网式快速迭代。他给出的行业基准是:美国一个三类有源植入器械平均需要10亿美元和十年;中国电学脑机公司大致按7亿元人民币资金、七年拿证来准备。
临床成本形成显著地域差:在中国做一例可能是几十万元人民币,Neuralink在美国一例约100万—150万美元。昂贵部分来自医院、医生、手术、术后护理、康复、随访和保险,而非单纯的植入物制造。
估值却没有按成本优势定价:彭雷称国内电学脑机公司平均约3亿美元,Neuralink约120亿美元;寒武纪约6000亿元人民币,英伟达约3万亿美元。他的结论是中美硬科技估值已经“各估各的”,失去了早年阿里对亚马逊式的横向参照。
泓君提出创新药NewCo模式:从2023、2024年起,以美国销售体系或CEO承接资产,把研发及早期临床放在中国,再向美国输出成功药物。彭雷认为生物制药与生命科学仍保留license in、license out的合作窗口,不像AI芯片和量子已受到更严格限制。
19. 机器人控制是可见工程,意识上传仍是未经解释的跃迁
电学脑机一旦能控制鼠标,理论上就能控制接入电脑的机械臂;通道数越多,可解码自由度越高,路径可从二维光标走向三维、六自由度机械臂乃至双足机器人。彭雷认可马斯克在2028年前实现这一方向,差别主要是速度和性能。
他对Neuralink更强烈的异议,是2028年实现知识和记忆上传:“从现在的这种局部植入电极的方式,是永远没有办法解码意识的。”意识是全脑、多脑区环路调控结果,不会因运动、视觉、听觉和深脑各装一个设备便自然出现。
超声目前也只是显示出更高覆盖天花板,并未解释上传原理。彭雷愿意在未来使用增强型接口,但把2035—2045年的碳硅融合视为可能到来的选择:人可能以保留记忆的机器人存在,也可能只保留大脑、更换身体器官。
他的态度是“乐观的科技进步人文主义者”,同时承认死亡未必继续平等:资源更多的人可能获得更长寿命、更高智能,社会分化加剧。脑机接口不是唯一原因,AI本身也会带来同样的制度与伦理压力。
20. 六次创业把彭雷从追逐互联网浪潮推向十五年的脑科学赌注
彭雷自称“好奇心驱动的连续创业者”。第一次创业是中科大期间做教育网内容社区博威网,Alexa排名一度约300名,却不知道如何变现,最终在2003、2004年前后以数万美元卖掉。
第二次创业名片网是SNS业务,融资约三四百万美元,名片.com域名仍在他手中。第三次是2010年的24券,在千团大战中一度位列第四、第五,与美团同一周上线;团购把通常七八年的泡沫周期压缩进三年,最终只留下美团这个赢家。
2012年成立的客如云试图补齐Offline To Online:不只靠折扣向线下导流,而是用软硬一体SaaS把餐厅供给数字化。公司获得百度投资、进入新三板,2019年在阿里与美团之间选择卖给阿里,随后并入饿了么、口碑和本地生活体系。
2021年离开阿里后,他受Elon Musk跨界和第一性原理启发,与大学同学创立脑虎科技。如今另设格式塔,是因为电学路线已相对确定,而他更偏爱“从0到1”;长期脑科学探索需要同时保留短期商业收入,这是他对中国创业者“天马行空、脚踏实地”的概括。
21. 向内研究意识,最终又回到了人类与宇宙的关系
彭雷借康德的“头顶的星空”和“心中的道德”解释自己的两条终极问题:人类在宇宙中的位置,以及意识、情感和价值判断为何出现。卡尔·萨根关于“宇宙通过人类意识认识自己”的表达,又把两者重新连成一个问题。
在这个尺度上,脑科学、Starship、量子研究和核聚变都在寻找不同层面的同一类答案:宇宙的purpose是什么,人类存在对宇宙意味着什么。彭雷没有宣称已有答案,只希望神经科学能为“宇宙意识的苏醒”贡献一小段路径。
创业方法最终落回持续学习。他从互联网和计算机科学转入神经科学,如今回到复旦攻读神经科学PhD,从四年前读不懂论文,到能与科研人员乃至诺贝尔奖获得者交流;他把这个过程称为“我自己的大模型修炼之路,增加了一些新的语料”。