對話孫俊峰教授：深耕超聲腦機接口15年，按下技術轉化加速鍵

2026年，超聲腦機接口的熱度驟增。

OpenAI創始人Sam Altman以聯合創始人身份加入Merge Labs，完成2.52億美元天使輪融資，投后估值達8.5億美元；Coinbase創始人Fred Ehrsam組建Nudge，一舉拿下1億美元A輪融資。全球科技和資本巨頭正在用真金白銀投出一個信號：超聲，憑借其全腦覆蓋、精準聚焦、高分辨率讀寫等特性，在這場事關“硅碳融合”的未來博弈中，正成為資本與科技巨頭眼中下一代人機互聯終極路線。

然而，如果把時鐘往回撥兩年，這條賽道還人煙稀少——彼時，資本的聚光燈全部打在電學腦機接口身上。

是什么讓超聲路線在2026年驟然升溫？超聲腦機接口究竟走到了哪一步？“全腦讀寫”在技術上是否可行？它面臨哪些核心挑戰？未來發展前景如何？

帶著對這條賽道的好奇，動脈網找到了腦伽科技——一家創始團隊在超聲腦機接口領域深耕整整15年、卻低調到幾乎不為人知的企業，并與腦伽的創始人孫俊峰進行了一次深度對話。

孫俊峰是上海交通大學生物醫學工程學院教授、博導，神經工程領域頂刊IEEE Transactions on Neural Systems & Rehabilitation Engineering的Associate Editor，主持和參與了多項國家重點研發計劃課題和國家自然基金委項目。

從2011年扎進經顱超聲研究算起，孫俊峰團隊幾乎完整經歷了中國超聲腦機接口從0到1的全部歷程：2015年發表團隊的第一篇經顱超聲動物研究論文；2021年發表國內第一篇經顱超聲人腦研究論文；2023年發表國內第一篇經顱超聲臨床研究論文；2025年進行了基于同步神經影像的經顱超聲刺激神經調控效應檢測與反饋研究。

在訪談中，孫俊峰教授向動脈網講述了超聲腦機接口從鮮有問津，到站上風口浪尖的全部故事。

01

“進化階梯”：從L1無創調控到L5人機融合

動脈網：超聲腦機接口今年突然火了，Merge Labs、Nudge、Sanmai在美國拿了大錢。你怎么看這股熱潮？

孫俊峰：說實話，外界看到的是“突然火了”，但我們身處其中，感受到的是一種“水到渠成”。Merge Labs、Nudge這些公司的出現，本質上是全球產業認知到達臨界點之后的自然釋放。

2010年發表于《Neuron》上的一篇動物研究，讓超聲神經調控開始吸引大家的關注。這一研究展示了超聲刺激對小鼠的運動皮層及海馬區的神經調控作用，讓大家意識到超聲作為一項神經調控技術用于大腦的可能性。

此后的十幾年，國際范圍內對超聲神經調控的基礎研究、人腦和臨床研究也在持續推進，在安全性和有效性方面已經積累了相當的數據，在超聲神經調控的技術優勢、應用場景和發展潛力方面也形成了共識。

在這個時間節點，Merge Labs進來了，它讓全世界的資本和人才都開始認真看待超聲腦機接口這件事。一個行業想快速發展，一定需要很多家企業一起來推動，也需要資本的助力。眾人拾柴火焰高嘛！超聲腦機接口是新興的技術，中國在技術研發和臨床研究方面和國際上差不多同步。我們團隊從很早就參與到這件事中，很幸運能在其發展過程中做出一些貢獻。

動脈網：您剛才提到，早期大家主要講超聲神經調控，并沒有提超聲腦機接口的概念。那為什么大家從去年開始講超聲腦機接口這個概念呢？

孫俊峰：一方面，超聲神經調控從開環方式發展到閉環方式，自然就進入腦機接口的范疇。另一方面，大家在推動超聲腦機接口的概念時，實際上對超聲在腦的應用有更高的期待，希望不僅僅局限在神經調控，還要發揮超聲能通過非侵入式的方式“讀取”大腦的神經活動的能力。

動脈網：你剛才提到從超聲神經調控到超聲腦機接口的發展過程，那么這個發展過程可分劃為一些典型的階段嗎？包括未來的發展階段？

孫俊峰：根據技術演進和工作原理，我認為可以把從超聲神經調控到超聲腦機接口的發展分為L1到L5，五個階段。

L1-L5，超聲腦機接口發展脈絡圖

第一階段（L1）就是簡單的聚焦超聲神經調控。系統驅動超聲換能器發出聚焦超聲波。這樣的超聲刺激系統用于從細胞、到動物、再到人腦研究和臨床研究，積累了關于超聲神經調控的機制、有效性和安全性的認知。

第二階段（L2）是“超聲刺激+導航”的階段。超聲神經調控的最大優點是能通過非侵入式的方式作用于深部腦區。但顱骨對超聲有顯著的衰減折射，需要導航系統計算經顱聲場和傳播路徑，做到指哪打哪，不盲打。沒有導航系統，就沒法發揮經顱超聲刺激的優點，甚至完全無效。

第三階段（L3）是“超聲刺激+導航+監測反饋”的階段，是一個關鍵躍遷。我們的人腦非常復雜，同一個刺激參數對不同的人可能產生不同的效果；對同一個人在不同狀態下，比如疲勞狀態和清醒狀態，也可能產生不同的效果；對同一個人的不同腦區也可能產生不同的效果。這就需要發展神經調控效應的同步監測反饋技術，在神經調控過程中實時動態監測神經活動，觀察調控效果，調整刺激參數，實現千人千面的定制化調控。L3階段把“刺激+導航+監測反饋”三個環節打通，從L2階段的開環方式發展到閉環方式，這也具備了腦機接口“讀”的雛形——而且是在完全無創的狀態下，也就進入了腦機接口的范疇。

第四階段（L4）的核心是“超聲解碼”。在這一階段，顱骨會對通過超聲來“讀”神經活動帶來嚴重障礙，所以我們要采用半侵入的方式，將超聲芯片植入或者說埋入顱骨，獲得海量的神經活動信號，進而嘗試進行解碼，獲知神經意圖。這個階段還可能引入聲基因技術，也就是把對超聲敏感的蛋白“移植”到神經元的細胞膜上，讓神經元對超聲更敏感，響應更強，從而增強超聲的“讀寫”效果。

而第五階段（L5）則是終極的融合——實現人腦與AI之間高帶寬的雙向交互與增強。我認為這一階段具有以下特征：全腦高質量、高通量、高空間精度的信號讀寫；進而發展到人腦通過腦機接口和AI的交互融合來達到腦能力增強和AI能力的增強，甚至拓展到感覺、運動控制。實現的途徑也不僅僅限于超聲這一個模態，可能是超聲融合電學等多模態方式，這些物理模態之間發生“化學反應”，形成新的“讀寫”原理。

02

“攻堅戰”：從聲學迷宮、量效迷霧到尺寸極限

動脈網：我們現在對超聲腦機接口的發展脈絡有了大概的了解，那么超聲腦機接口面臨哪些核心挑戰呢？

孫俊峰：我覺得首要的技術挑戰是顱骨對超聲傳播的影響。每個人的顱骨厚度、密度、曲率、內部孔隙結構都不一樣，它就像一個天然的聲學迷宮，會對超聲的經顱傳播產生衰減、折射和散射，也就會導致在顱內的聚焦點偏離。超聲“寫”和“讀”都會受到顱骨的嚴重影響。我們需要一套算法精密計算出超聲經過顱骨后的復雜聲場形態，進而在導航系統里去做補償修正，在導航系統引導下實現對目標靶區的精準刺激。

超聲“寫入”系統從單陣元系統發展到相控陣系統。相控陣超聲刺激系統通過調整各個陣元的相位延遲，可以實現動態調整聲場焦域的位置。然而，顱骨的存在讓如何計算各個陣元的相位延遲也成為極有挑戰性的難題，特別是在不通過磁共振測溫度場進行反饋的條件下。

對于“讀”來說，顱骨的影響更大。相對于神經調控，“讀”采用的超聲頻率相對更高；而顱骨對高頻超聲產生的衰減更大。

第二個挑戰是超聲刺激對神經活動調控的量效關系。國際上有大量的超聲刺激動物研究和將近100篇的人腦及臨床研究，但不同團隊使用的刺激參數各不相同，這些參數的有效性和可重復性還需要去驗證，還沒形成共識的有效參數。這些參數在不同的腦區是否能產生類似的效果？是否能在不同的人腦上產生一致性的效果？只有解決了這些超聲刺激的量效關系，超聲神經調控才會獲得更為廣泛的成功的應用。

第三個挑戰是超聲腦機接口系統的小型化乃至微型化。在L1-L3階段的時候，我們采用非侵入的方式，系統可以做得比較大，不需要特別考慮功耗、散熱、算力。到了L4階段，我們需要采用半侵入的方式，這么小的空間下，把探頭、主控、計算芯片、通訊、電池等集成進去。這極度考驗集成和能耗管理，需要發展專用的集成芯片。

還有一些其他的問題，比如超聲神經調控的機制，這是比上面說的量效關系更基本的問題。超聲神經調控的機制存在多種理論或者假說，還未形成共識。

當然，從實用主義角度，我們可以先解決技術問題和量效關系問題，然后在保證安全性的前提下，能有效，我們就可以把這個技術先用起來，在用的過程中研究機制，來優化效果。

動脈網：孫教授，你怎么看超聲和電學兩條路線的關系？是替代還是互補？

孫俊峰：我覺得是長期互補。超聲路線和電學路線各有自己的優點，這是由他們的物理特性決定的，關鍵在于應用于他們適用的場景。電學路線的優勢在“讀”——侵入式電極直接記錄神經元放電，時間精度能做到微秒級，這一點超聲目前追不上。但超聲的優勢是“寫”和“覆蓋”，也就是全腦深部可及，靶點任意切換。

在人機互聯這件事上，超聲相比侵入式路線有不可替代的優勢：全腦網絡覆蓋、多靶點時序可調、實時同步收發。大腦的很多復雜功能，比如記憶、情緒、注意，不是由單點決定的，而是跨腦區的神經網絡協同活動的產物。你不可能沿著一條環路插滿電極去調控它，但超聲可以做到多靶點同步或有時序的感知和調控。所以，超聲可能是人類第一次有機會用一個平臺去“全腦對全腦”地理解大腦。

并且，超聲波是機械波，超聲波發放的時候不會對同步記錄的神經電信號帶來嚴重的電磁干擾，這也為發展多模態的閉環超聲調控帶來便利。

03

“臨界點”：從實驗室研究到臨床應用

動脈網：從2025年下半年開始，超聲腦機接口的概念很熱，有一批新的公司出來做這個方向。是什么讓您走出實驗室來進行超聲腦機接口的產業化呢？

孫俊峰：我在2024年3月創立腦伽科技，當時做產業化是我在“兩個臨界點”時自然而然的選擇。

第一個臨界點是我上面提到的，就是經過10多年的發展和積累，超聲神經調控技術從整體上來說走到了產業化的“臨界點”。

第二個臨界點是我個人在超聲神經調控技術和應用研究到了一個臨界點。我2009年博士畢業，進入上海交大工作，當時做基于神經影像和腦電的精神類腦疾病研究。當看到2010年發表于《Neuron》上的那篇超聲刺激對小鼠的神經調控論文時，我就決定做這個方向。我自己是電子工程的本科、聲學的碩士和信號處理的博士，工作后又開始做腦科學和腦疾病，這樣的交叉背景促使我做出這樣的決定。

我自己動手搭超聲刺激的實驗設備，并在2011年就開始進行動物研究。2015年，我們團隊在國際頂刊發表了我們第一篇經顱超聲刺激動物研究論文；2017年，我們做出了第一代經顱超聲刺激系統；2019年，我們在IEEE TBME上發表的論文在國際上首次證實經顱超聲可以改善抑郁模型大鼠的癥狀，后來也被學界評為“臨床前研究里程碑”級別研究。

真正的突破發生在2021年，使用我們自己研發的經顱超聲設備，我和上海市精神衛生中心的袁逖飛教授合作，在國際上首次揭示了經顱超聲對人腦的可塑性調控效應。它的核心意義在于，首次確認了超聲波可以在無創的情況下，改變人腦神經元的興奮性，并且在停止刺激之后，這種興奮性仍然可以維持較長的時間。這就奠定了超聲用于人腦治療的生理學基礎。所以這篇論文后來也被國際上評價為“經顱超聲人腦應用研究的里程碑”。

2023年，我們和劉登堂主任合作發表了國內第一篇經顱超聲臨床研究的論文，做的是針對精神分裂癥的隨機雙盲對照試驗。這也是國際上第一個該方向的臨床研究。論文發表后，被國際評價為“經顱超聲臨床研究的里程碑”。

到了這個時候，我在實驗室的技術研發、人腦和臨床研究都走通了。我覺得到了“臨界點”，是時候做產業化了。

動脈網：腦伽科技成立后，主要做了哪些事情？

孫俊峰：腦伽科技成立后主要在做三件事情，要解決超聲刺激劑量對不對，刺激位置準不準，刺激效果好不好的問題。

第一個是做超聲刺激系統的研發和量產。我們形成了從單陣元到相控陣的系列產品，實現量產，保證聚焦超聲輸出精確穩定。

第二個是導航技術的研發。我們“死磕”經顱聲場計算的問題，也就是我前面提到的第一個重要挑戰，用AI模型修正顱骨對超聲傳播的衰減和折射的影響，保證刺激的位置精準。聲場計算的研究還和相控陣系統的研發對齊，來支持對相控陣各陣元延遲時間的精準計算。

第三個是超聲神經調控效應，也就是實時監測技術。我們研發系統樣機，并進行人腦研究，來解決我前面提到的第二個重要挑戰。

我們搭建起從底層硬件到上層算法的完整閉環產品矩陣，也深度布局了多項專利。同時，基于我們設備的閉環，我們針對不同的臨床適應癥也構建了相應的閉環治療方案——靶點、參數、療程等等。

從底層硬件到上層算法，腦伽科技產品矩陣圖

動脈網：L1到L5這個直觀的定義，清晰展示了超聲腦機接口的發展脈絡。那腦伽現在處在哪個位置？

孫俊峰：腦伽科技已率先實現“刺激+導航+監測反饋”一體化閉環平臺，處于L3階段，并已在做L4階段的預研。從L1到L3階段，我們不僅僅是停留在技術研發或動物實驗，我們是把超聲神經調控真正應用于臨床。

除了我們已公開報道的三個人腦研究和一個臨床研究，我們還有多個臨床研究在進行中，包括對精神分裂癥、成癮、意識障礙（植物人促醒）、腦卒中康復、慢性疼痛等適應癥。已經揭盲的兩個精神分裂癥研究累計入組上百例，都取得了顯著的臨床療效；意識障礙也就是植物人喚醒研究的應答率高達50%。

動脈網：聽起來非常振奮人心。你能介紹一下其他潛在的適應癥嗎？

孫俊峰：經顱超聲刺激的潛在適應癥非常廣泛。比如阿爾茲海默癥。全球累積投入了千億美金來嘗試治療這個病。經過超聲治療之后，可以提高記憶力和認知，延緩阿爾茲海默的病程。未來這件事情也可能通過小型化的超聲設備實現居家的病程管理和治療。

再比如成癮。國外做過阿片類藥物成癮研究。通過超聲治療之后，尿檢隨訪，87.5%的受試者在30天內沒有復吸，62.5%的受試者在90天內沒有復吸。這個意義就很大了。還有我們做的煙癮、酒癮，都可能成為經顱超聲的家用新場景。

其他的還有慢性難治性疼痛、青少年ADHD、抑郁癥等。我們布局了多個適應癥，正在不同的醫院做臨床研究，未來也會考慮轉化。這里面還有許多具備消費級、居家使用潛力的場景。

動脈網：這些不同的臨床研究，需要不同的設備來做嗎？

孫俊峰：刺激和導航的設備是一樣的，靶點、刺激參數和療程不同。這也是我說的，設備研發和臨床研究要形成閉環，才能迭代演進，形成有效的治療方案。脫離臨床研究，純粹去攢一臺設備是沒有意義的。反過來，也沒有辦法脫離設備去做臨床研究。聲學、神經科學、工程能力，少一個維度就做不出來。很多時候治療方案和設備是相輔相成的。比如你沒有導航，你就打不到深部靶點，那臨床治療肯定就會受到很大限制。你沒有監測反饋，那就不能保證臨床的效果。

04

“從L3到L5”：全腦讀寫還有多遠？

動脈網：你多次提到L5是“全腦讀寫、人機融合”的終極狀態。這個目標離我們有多遠？

孫俊峰：坦白說，沒有人能給出準確的時間表。監管、適應癥驗證、基礎研究的突破、技術成熟度的爬坡——每一關都不容易。從L3到L4，我們需要在“讀”的層面做帶寬突破，通量突破，以及基于AI的神經信號大模型解碼。從L4到L5，則要面對更根本的問題：意識能不能被數字化？記憶能不能被上傳？這甚至不是工程問題，而是哲學和倫理問題。

全腦讀寫，人機交互，超聲腦機接口終極想象示意圖

動脈網：在你看來，未來超聲腦機接口會有哪些需要持續突破的點？

孫俊峰：我們認為有兩個關鍵詞：小器件，大數據。

設備和器件的小型化是必經之路，不論是居家的超聲神經調控，還是到L4、L5階段的超聲腦機接口、人機交互，都需要高集成度、低功耗的超聲器件。這其實也是超聲的優勢之一，形態靈活。讓超聲陣列更精密、更無感，才能真正進入未來場景。

我們的科研團隊也為L4階段儲備了諸如柔性換能器、薄膜相控陣等一系列前沿技術和專利，未來會隨著公司的發展逐步轉化和釋放，持續保持技術引領。

與此同時，團隊在長期實驗中積累了大量的臨床數據，影像、量表、刺激參數組合、靶點數據庫、臨床亞型……覆蓋了多個適應癥的優化參數區間，希望實現可重復、可量化、安全可控的超聲調控。這是未來個體化精準閉環的核心智力資產。參數和靶點不是一朝一夕能積累出來的，而是這么多年“笨功夫”的沉淀。我們把這些沉淀作為我們技術和應用飛輪的動力，讓飛輪加速轉起來。

動脈網：最后一個問題，腦伽的發展哲學是什么？

孫俊峰：八個字：腳踏實地，仰望星空。“腳踏實地”是穩步推進我們手里的產品管線注冊和臨床。我們的管線布局穩扎穩打，首張三類證的獲批越來越近。“仰望星空”是對超聲腦機接口的前沿保持高度的好奇心，持續探索，用超聲開啟腦機接口深部讀寫新時代，推動整個行業從L3閉環走向L4乃至L5的人機融合終極場景。

這條路怎么走，最終會走成什么樣，現在沒有人能給出標準答案——需要整個行業一起探索。我們會保持耐心和定力，持續地去做我們認為對的事情。

*封面圖片來源：AI生成

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