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挑戰(zhàn)Neuralink,硅谷大佬爭(zhēng)相涌入的超聲腦機(jī)接口是什么?

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挑戰(zhàn)Neuralink,硅谷大佬爭(zhēng)相涌入的超聲腦機(jī)接口是什么?

腦科學(xué)與人工智能走向融合共生的未來(lái)。

文|硅谷101

在人工智能浪潮席卷全球之際,腦機(jī)接口(Brain-Machine Interface, BMI)這項(xiàng)曾僅存于科幻想象中的技術(shù),正悄然成為硅谷大佬競(jìng)相布局的熱土。OpenAI創(chuàng)始人Sam Altman低調(diào)創(chuàng)立的腦機(jī)接口公司Merge Labs,正試圖通過(guò)基因編輯與超聲波技術(shù)路徑,與馬斯克的Neuralink展開(kāi)正面競(jìng)爭(zhēng)。

2025年上半年,多家超聲腦機(jī)接口初創(chuàng)企業(yè)陸續(xù)獲得硅谷頂級(jí)投資者的青睞。與Neuralink需穿透腦膜的侵入式電極不同,超聲腦機(jī)接口借助超聲波讀取血流信號(hào),以非侵入方式解碼大腦活動(dòng),開(kāi)辟了一條全新的極富想象力的技術(shù)路線(xiàn)。

本期《硅谷101》,我們邀請(qǐng)到格式塔Gestala與腦虎的創(chuàng)始人彭雷,他的這兩家腦機(jī)接口公司分別踐行超聲與電信號(hào)兩種技術(shù)路徑。播客主理人泓君與彭雷一起聊了超聲腦機(jī)接口的原理和優(yōu)勢(shì),它的適應(yīng)癥方向與商業(yè)化前景,中美兩國(guó)在這一領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)環(huán)境的差異,以及腦科學(xué)與人工智能如何相互啟發(fā),并走向融合共生的未來(lái)。

以下是這次對(duì)話(huà)內(nèi)容的精選:

01、整體地去解讀大腦

泓君:我這次來(lái)上海的時(shí)候就在想,我要在所有的這些上海的公司里面選一家我最感興趣的公司。我覺(jué)得你們做的事情非常前沿,正好聯(lián)系到您的時(shí)候才知道,您開(kāi)始了一次新的方向的創(chuàng)業(yè),而且這個(gè)創(chuàng)業(yè)又是在整個(gè)行業(yè)的一個(gè)新的起點(diǎn)跟浪潮點(diǎn)上做的,叫超聲腦機(jī)接口。

關(guān)于腦機(jī)接口,我的第一個(gè)疑問(wèn)就是,它現(xiàn)在的缺點(diǎn)是什么?為什么你要開(kāi)始一個(gè)新的又是跟腦機(jī)接口相關(guān)的事情,但是聽(tīng)起來(lái)整個(gè)的技術(shù)方向不太一樣?

彭雷:OK,那我就講一講腦機(jī)接口這個(gè)行業(yè)它怎么演進(jìn)過(guò)來(lái)的,以及為什么我們認(rèn)為超聲腦機(jī)接口會(huì)是下一代腦機(jī)接口。其實(shí)腦機(jī)接口本身講起來(lái)不復(fù)雜,我們?nèi)四X就這860億個(gè)神經(jīng)元,它的放電決定了我們所有的認(rèn)知跟感知。像現(xiàn)在我坐在這跟您聊天,本質(zhì)上就是我的神經(jīng)元在放電,你的神經(jīng)元也在放電。腦機(jī)接口是通過(guò)“電信號(hào)”來(lái)解碼或者編碼大腦,它就需要有電極,你可以理解成非常細(xì)小的金屬絲,貼在大腦皮層表面,或者插在大腦皮層里面,來(lái)對(duì)那一部分的神經(jīng)元信號(hào)做記錄來(lái)解碼,或者對(duì)那一部分的神經(jīng)元進(jìn)行刺激來(lái)做編碼。這就是過(guò)去的傳統(tǒng)的電學(xué)腦機(jī)接口的誕生。

最早美國(guó)科學(xué)界一九七幾年就有這個(gè)腦機(jī)接口的概念了,但是把真正電極插在腦子里面,能夠記錄到電信號(hào)做解碼,或者能刺激大腦能進(jìn)行編碼,那其實(shí)在科學(xué)界已經(jīng)走了三四十年了。產(chǎn)業(yè)界是最近10年開(kāi)始出現(xiàn)了一系列的公司。Neuralink這家公司誕生到現(xiàn)在也是10年多的時(shí)間了。

為什么我做了腦虎3~4年,現(xiàn)在開(kāi)始做新的格式塔超聲腦機(jī)接口的公司,原因幾個(gè)點(diǎn)。就通過(guò)我自己在電學(xué)腦機(jī)接口的這三四年,覺(jué)得電學(xué)的刺激特征非常清晰,它有明確的解碼能力,也能對(duì)某一個(gè)區(qū)域做特別清晰的調(diào)控,能達(dá)到臨床的價(jià)值,這是確定性的,沒(méi)有問(wèn)題。但我有一個(gè)比較長(zhǎng)期的假設(shè)是,我認(rèn)為大腦其實(shí)遠(yuǎn)比我們想象的要復(fù)雜,這860億個(gè)神經(jīng)元信號(hào)的解碼,一定不是說(shuō)我記錄了左邊一點(diǎn)點(diǎn),右邊一點(diǎn)點(diǎn),后面一點(diǎn)點(diǎn),然后拼到一起,就能對(duì)大腦作為整體的解碼。我認(rèn)為大腦有更復(fù)雜,更高一層的能力,我們可能都還沒(méi)有意識(shí)到,也還沒(méi)有解讀的能力。

泓君:所以我們需要解讀整個(gè)大腦,而不是大腦的某一個(gè)區(qū)域。

彭雷:解讀某個(gè)部分也一定是有價(jià)值的。比方說(shuō)醫(yī)學(xué)上有些病,就是這個(gè)區(qū)域的,那我對(duì)這個(gè)區(qū)域進(jìn)行“讀”或“寫(xiě)”,就能治好。就像帕金森的腦深部電刺激(DBS)治療中,我只要刺激一個(gè)清晰的STN(丘腦底核)核團(tuán),他手立刻不抖了。

但是這種局部的讀寫(xiě),我覺(jué)得不能達(dá)到我希望做腦機(jī)接口的一些終極目的。我想知道人的大腦到底怎么工作的?為什么我會(huì)有思維意識(shí)、記憶、情感?為什么我有主觀(guān)感受跟客觀(guān)感覺(jué)?為什么人跟動(dòng)物之間有區(qū)別,為什么人跟人之間認(rèn)知和思維意識(shí)形態(tài)上也有區(qū)別?而要解開(kāi)這些問(wèn)題,一定得把大腦看成一個(gè)復(fù)雜的整體,更有可能找到一些終極答案。

這是我做了四年電學(xué)腦機(jī)接口之后,做超聲的一個(gè)最重要的原因,這也是為什么我這家新公司的名字取作叫格式塔。格式塔(音譯自德語(yǔ)Gestalt,指具有不同部分分離特性的有機(jī)整體)是大概1910年在德國(guó)的心理學(xué)家提出的一個(gè)心理學(xué)概念,概括起來(lái)一句話(huà),“整體大于局部之和”。我認(rèn)為大腦一定是一個(gè)整體大于局部之和的東西。哪怕我把大腦皮層所有都插滿(mǎn)了Neuralink的電極,它可能只是我局部的疊加,不是整體大腦應(yīng)該有的信號(hào)。

圖片來(lái)源:neuralink.com

泓君:我相信科學(xué)家他們?cè)谘芯看竽X的時(shí)候,他不僅僅也是想研究局部,他也是想要研究整體的。但是這個(gè)可能需要有一些基礎(chǔ)科學(xué)的突破,您看到有什么樣的一些方式,可以整體上研究大腦嗎?

彭雷:特別好的問(wèn)題。首先我覺(jué)得人對(duì)自己大腦的研究,這個(gè)跟醫(yī)學(xué)的進(jìn)步是非常相關(guān)的,特別是以醫(yī)學(xué)影像學(xué)為代表的。從倫琴發(fā)現(xiàn)X射線(xiàn)到CT到PET-CT,到MR(磁共振成像),到后面的一系列的精密的醫(yī)學(xué)成像,其實(shí)這個(gè)技術(shù)也就是從上世紀(jì)70、80年代之后,人類(lèi)可以通過(guò)非侵入的方式,在影像下比較清晰地看到自己大腦的結(jié)構(gòu),能看得見(jiàn)灰質(zhì)跟白質(zhì)的區(qū)別。

但是這些更多的是看生理上的結(jié)構(gòu),就比方說(shuō)有沒(méi)有病變,有沒(méi)有出血、有沒(méi)有腫瘤。你其實(shí)看不見(jiàn)大腦的功能性特征。大腦的功能信息,就是它的電信號(hào),或者它神經(jīng)遞質(zhì)的這些變化,在影像上面是比較難看到的。后來(lái)有了fMRI(功能核磁成像),能看到大腦怎么活動(dòng),這是人類(lèi)第一次可能?chē)L試對(duì)大腦整體進(jìn)行解碼。

對(duì)大腦整體地去做研究,并不是我發(fā)明的概念。其實(shí)在fMRI的時(shí)代就開(kāi)始有了。特別是過(guò)去10年的時(shí)間,科學(xué)界圍繞功能核磁跟情緒的關(guān)系,對(duì)精神類(lèi)疾病,比方說(shuō)抑郁、自閉等等,對(duì)大腦通過(guò)功能核磁的方向描繪了非常多的功能區(qū)的連接圖譜。

但核磁最大的問(wèn)題是它的時(shí)間分辨率很差。它看到的其實(shí)是大腦里面某個(gè)區(qū)域的血氧信號(hào)的提升,血氧信號(hào)的提升就代表了這個(gè)區(qū)域相對(duì)可能比較活躍。它是個(gè)間接信號(hào),采到這個(gè)信號(hào)到解出來(lái)可能有幾秒鐘的延遲。再加上本身血流信號(hào)、血氧信號(hào)跟電活動(dòng)的信號(hào)之間就有一個(gè)時(shí)間差,導(dǎo)致了它可以對(duì)全腦進(jìn)行成像。但是它沒(méi)有辦法對(duì)全腦的時(shí)間上的分辨率做得很高,這是核磁技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在的一個(gè)限制。

泓君:為什么時(shí)間很重要?

彭雷:大腦有860億個(gè)神經(jīng)元,860億的神經(jīng)元之間有上十萬(wàn)億的連接突觸。我們很多描述大腦功能的前提是說(shuō),比方說(shuō)你這塊腦區(qū)產(chǎn)生活躍之后,它緊接著下一個(gè)腦區(qū)形成了相應(yīng)的增強(qiáng)或者是抑制,它們之間的時(shí)序關(guān)系,其實(shí)是一個(gè)重要的對(duì)你產(chǎn)生控制的因素。你不能把大腦看成只是單點(diǎn)在工作,它是神經(jīng)環(huán)路,形成了各種交叉的網(wǎng)絡(luò),就像紅綠燈一樣的。一個(gè)城市的紅綠燈網(wǎng)絡(luò),是對(duì)整個(gè)城市的交通做精密調(diào)控的基石。如果說(shuō)你沒(méi)有時(shí)間的觀(guān)念,紅燈綠燈之間的控制時(shí)間上誤差特別大,那交通一定會(huì)亂掉的。所以說(shuō)“時(shí)序性”是大腦作為神經(jīng)環(huán)路功能體現(xiàn)的一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)。

泓君:所以我們要弄清楚大腦是怎么工作的,就需要有技術(shù)的手段去解決大腦實(shí)時(shí)的信號(hào),就是這些神經(jīng)元之間它是如何工作、如何放電的。信號(hào)的數(shù)據(jù)收集,越多越快越精準(zhǔn),就越好。

彭雷:是的,時(shí)間跟空間的分辨率同時(shí)提高。我描繪一下,比方說(shuō)30年之后的腦機(jī)可能會(huì)是什么狀態(tài)?就是說(shuō),它能夠?qū)?60億個(gè)神經(jīng)元的時(shí)間跟空間的分辨率都做到極致,空間上就是單神經(jīng)元級(jí)別每一個(gè)細(xì)胞在做什么我要知道,時(shí)間分辨率就是這個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞每10微秒做了什么我都知道。因?yàn)橐粋€(gè)神經(jīng)元可能一秒鐘會(huì)發(fā)放上百次的信號(hào),它的每個(gè)信號(hào)之間的間隔可能只有微秒級(jí)別。那如果我們能夠精確到時(shí)間上以10微秒為單位,空間上以幾十微米的神經(jīng)元尺度為單位,那我覺(jué)得這個(gè)大腦在我們面前其實(shí)就是透明的。

泓君:現(xiàn)在世界上最先進(jìn)的侵入式腦機(jī)接口技術(shù),它能夠同時(shí)掃描到多少大腦的信號(hào)?它的時(shí)間跟空間的分辨率是怎么樣的?

Neuralink植入的首位患者 圖片來(lái)源:neuralink.com

彭雷:特別好的問(wèn)題,那就講Neuralink了。馬斯克的Neuralink確實(shí)是這個(gè)領(lǐng)域里目前最領(lǐng)先的公司。去年它植入了第一個(gè)患者叫Noland,到現(xiàn)在植入了12個(gè)患者。它植入的患者都是用的1,024通道的電極,這個(gè)電極有1,024個(gè)觸點(diǎn),就意味著每個(gè)觸點(diǎn)平均能記到一到兩個(gè)神經(jīng)元信號(hào)不等。但是它并不是所有通道都能記得到,它插進(jìn)去的過(guò)程中有可能損傷,有可能有偏移,有可能記不到。

我們粗略估計(jì),Neuralink能記錄到1,000~2,000個(gè)神經(jīng)元的信號(hào),我覺(jué)得是可以的。2,000個(gè)神經(jīng)元對(duì)于860億來(lái)講,是可以忽略不計(jì)的,所以說(shuō)我說(shuō)它是一個(gè)局部的信號(hào)的解碼??臻g的角度也可以給您一個(gè)數(shù)據(jù),馬斯克的Neuralink把電極插在腦區(qū)表面的這個(gè)面積,占整個(gè)大腦表面的面積是多少?千分之1.3。整個(gè)大腦表面面積的999‰都還沒(méi)有被記錄下來(lái)。

但時(shí)間上的話(huà),電學(xué)的信號(hào)是做的比較好的,因?yàn)楝F(xiàn)在它的電極直接跟神經(jīng)元是接觸,神經(jīng)元放電,電極就能記錄了下來(lái),這個(gè)時(shí)間已經(jīng)可以做到10微秒以?xún)?nèi)。你可以理解電學(xué)腦機(jī)接口的特征,就是電信號(hào)的時(shí)間做得已經(jīng)非常接近實(shí)時(shí)了,但是它的空間覆蓋只有1.3‰,這只是表面,它只能插到表面3毫米,大腦內(nèi)部還有大量的功能區(qū),大腦有8厘米厚,你如果你要插到深腦,那要8厘米的電極,這也是馬斯克預(yù)測(cè)他明年要做的。

泓君:馬斯克說(shuō)他2028年要把電極做到2.5萬(wàn)個(gè)電極通路。

彭雷:這點(diǎn)上我不擔(dān)心,電學(xué)腦機(jī)接口行業(yè)里面有一個(gè)概念叫“摩爾定律”,基本上每18個(gè)月,我們能夠插在腦子的電極數(shù)翻一倍。但他是一個(gè)設(shè)備,還是幾個(gè)設(shè)備植進(jìn)去?這個(gè)不一定,它可能是個(gè)組合。現(xiàn)在的電極只能插在腦子3~5毫米,他們確實(shí)計(jì)劃在做下一代的電極,可以通過(guò)大腦插到深腦核團(tuán),大概能夠插6~7厘米的這種電極,但現(xiàn)在還沒(méi)做出來(lái)。

泓君:現(xiàn)在腦虎可以做多少個(gè)電極數(shù)?

彭雷:現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的不光是腦虎,包括在上海北京的幾家的公司,大家的數(shù)量都在64~256不等,差不多一年半翻一番。

泓君:嗯,看起來(lái)跟Neuralink差距差不多是三年。

彭雷:所以說(shuō)我們?cè)诤芏鄨?chǎng)合里面講過(guò),Neuralink這個(gè)技術(shù)路線(xiàn),腦虎也好,其他幾家公司也好,我們大家都在一個(gè)方向上。這個(gè)方向是對(duì)的,有價(jià)值,也有摩爾定律,也能看得見(jiàn),跟馬斯克的差距三年左右,而且也能夠看得到差距在逐步縮小的這么一個(gè)趨勢(shì)。所以我覺(jué)得中國(guó)我們這些腦機(jī)接口的公司,在過(guò)去四年還是做了非常多顛覆性的工作,產(chǎn)生了不錯(cuò)的成果的。

泓君:是的,2.5萬(wàn)個(gè)電極數(shù)跟大腦的860億神經(jīng)元差距還是很大的。然后我們剛剛看到以傳統(tǒng)的方式做侵入式的腦機(jī)接口,它的優(yōu)勢(shì)是時(shí)間信號(hào)的同步性,那超聲腦機(jī)接口呢?

彭雷:這就講到了我成立格式塔這家公司的原因,我為什么覺(jué)得超聲可能是下一代腦機(jī)接口一個(gè)最重要的技術(shù)路線(xiàn)之一。目前來(lái)看,最有可能的原因就是,它提供了一個(gè)對(duì)全腦實(shí)現(xiàn)時(shí)間跟空間分辨率都比較高的、成像跟調(diào)控閉環(huán)能力的這么一個(gè)平臺(tái)。

這里面展開(kāi)講一下,比方說(shuō)大家體檢都做過(guò)B超,孕檢也是,都是超聲。超聲成像用于臨床上已經(jīng)有幾十年的時(shí)間了,非常安全,沒(méi)有放射性,不像CT跟X光是有輻射的。它的信號(hào)圖像,第一是有噪音的,第二分辨率并不是那么高,這是過(guò)去用于診斷型超聲的一些特點(diǎn)。

超聲用于腦機(jī)接口,好處第一就是它的成像的范圍可以放大到全腦,我們做過(guò)測(cè)算,比方說(shuō)以Neuralink同等大小的這么一個(gè)設(shè)備,作為一個(gè)探頭的話(huà),放在這個(gè)位置,也就是從電學(xué)腦機(jī)接口換成超聲腦機(jī)接口,它對(duì)腦區(qū)的覆蓋范圍是什么區(qū)別?Neuralink是插進(jìn)去整個(gè)大腦皮層的1.3‰,而超聲腦機(jī)接口放在同樣的位置可以對(duì)整個(gè)大腦體積的25%成像。

圖片來(lái)源:sanmai.tech

泓君:什么設(shè)備,戴在什么位置?

彭雷:一個(gè)頭盔,超聲腦機(jī)接口的一個(gè)探頭,放在大腦顱骨位置。假設(shè)跟Neuralink一樣的位置。Neuralink把這里的頭皮掀開(kāi),把骨頭拿走,放一個(gè)硬幣大小的設(shè)備在這里,對(duì)吧?那假設(shè)我們把超聲也做到這么小了,放在同樣的位置,我能監(jiān)控的大腦區(qū)域的體積是25%,這是個(gè)空間上的區(qū)別。

時(shí)間上,現(xiàn)在我們還做不到像電學(xué)那么高的時(shí)效性,但這個(gè)時(shí)效性也可以比f(wàn)MRI(功能核磁成像)要好很多了。功能核磁這個(gè)信號(hào)延遲,可能大幾秒鐘,甚至10秒鐘都有可能。但是超聲可以把血流信號(hào)的成像時(shí)間,基本上做到1.5秒,或者是0.5秒。而且能看到的血流信號(hào)本身其實(shí)在超聲下是沒(méi)有什么延遲的,基本上是實(shí)時(shí)的。

泓君:相當(dāng)于它監(jiān)控的,從“電信號(hào)”換成了“血流信號(hào)”。

彭雷:就像我們大腦在放電,它是需要周?chē)难芙o它供血的。當(dāng)這塊神經(jīng)元想放電的時(shí)候,它可能是提前,或者有些類(lèi)型的神經(jīng)元是滯后,會(huì)從周?chē)奈⑿⊙堋⒚?xì)血管中形成血流的聚集。超聲對(duì)大腦的解碼不是電信號(hào)的,而是這些神經(jīng)元周?chē)奈⑿⊙芾锩娴难餍盘?hào)。

這兩個(gè)信號(hào)都是實(shí)時(shí)的,但天然有0.5秒到1.5秒的時(shí)間差,這就是電跟聲的區(qū)別。血流的信號(hào)本身是實(shí)時(shí)的,基本上是以毫秒為單位的。

02、電學(xué)v.s超聲 腦機(jī)接口優(yōu)勢(shì)比拼

泓君:我知道侵入式的腦機(jī)接口。如果你有高位截癱,你可以用這個(gè)腦機(jī)接口去控制語(yǔ)言、控制運(yùn)動(dòng)。同時(shí)也有腦機(jī)接口,在解決失明的問(wèn)題,我們之前有播客聊過(guò)一期。超聲腦機(jī)接口,它的主要功能跟作用是什么?

彭雷:不管哪種腦機(jī)接口,最終都得回到臨床上,看對(duì)什么樣的患者有什么樣的價(jià)值。電學(xué)的腦機(jī)接口,現(xiàn)在分成了“讀”、“寫(xiě)”兩個(gè)路線(xiàn)。“讀”的腦機(jī)接口更多的是做運(yùn)動(dòng)解碼跟語(yǔ)言解碼。腦虎也做到了這樣非常好的一些demo。大家針對(duì)的患者,像漸凍癥,像高危截癱,通過(guò)腦機(jī)接口,讓他通過(guò)解碼的方式,能控制鼠標(biāo),那這樣的患者就獲得了Digital Autonomy(數(shù)字自主權(quán))。這是在電學(xué)腦機(jī)接口的時(shí)候主要的適應(yīng)癥。

圖片來(lái)源:neuralink.com

彭雷:超聲一上來(lái)的適應(yīng)癥,更多是以“寫(xiě)”為主?!皩?xiě)”的話(huà),用超聲的,我們叫相控陣(Phased Array)的一個(gè)技術(shù)邏輯。相控陣大家肯定不陌生了,中國(guó)在很多軍事領(lǐng)域里面都把相控陣的雷達(dá)這個(gè)技術(shù)發(fā)揮到了非常領(lǐng)先的工程能力。相控陣用于雷達(dá)的探測(cè)跟相控陣用于超聲的刺激,其實(shí)原理上是一樣的,就是有多個(gè)陣元,這個(gè)陣元發(fā)出的超聲波的時(shí)序跟幅值前后有差異,讓它形成了在顱內(nèi)聚焦的一個(gè)焦點(diǎn)。這個(gè)焦點(diǎn)沿著你大腦一路聚焦之后,就可以對(duì)你大腦的某個(gè)位置的神經(jīng)元產(chǎn)生影響。這種影響可能是一種“機(jī)械振動(dòng)”,或者也是一種“溫聲”。這兩種效應(yīng)都可以讓神經(jīng)元被激活或者被抑制。有了這兩個(gè)能力之后,它的適應(yīng)癥針對(duì)的是一些比較特別明確的適應(yīng)癥。

第一個(gè)適應(yīng)癥,我們現(xiàn)在在研究的是慢性疼痛。疼痛這個(gè)市場(chǎng),中美是有重大區(qū)別的,美國(guó)人不抗疼,什么病都吃?xún)煽?。在美?guó)的疼痛藥的濫用,包括像芬太尼,也是一個(gè)巨大的社會(huì)問(wèn)題了。在美國(guó),我們的合作伙伴已經(jīng)開(kāi)始做了一些臨床試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)對(duì)于這種長(zhǎng)期吃止痛藥的一些患者,我們用超聲波對(duì)他大腦里面的ACC腦區(qū),進(jìn)行超聲相控陣聚焦的刺激,能夠讓那塊區(qū)域的神經(jīng)元被抑制。

所謂疼痛,就是這些神經(jīng)元可能本身過(guò)于興奮,導(dǎo)致你感覺(jué)到疼。比方說(shuō)癌癥的疼痛,或帶狀皰疹的疼痛,一些外周神經(jīng)的疼痛,或者是殘肢的幻痛等等,它都會(huì)匯總到你的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。在你的大腦的這個(gè)腦區(qū)里面變成一種可調(diào)控的靶點(diǎn),基于這個(gè)靶點(diǎn)去做刺激,我們就發(fā)現(xiàn)患者在超聲治療40分鐘之后,他的疼痛感立刻就下降了 60%~70%,而且可以持續(xù)7天。

泓君:美國(guó)在止疼跟止疼藥這一塊發(fā)展得非常超前,大家通過(guò)口服藥物就能解決這個(gè)問(wèn)題。而如果用超聲腦機(jī)接口來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,可能你還要做一個(gè)開(kāi)顱手術(shù),然后把超聲裝置安上去?

彭雷:超聲腦機(jī)接口跟電學(xué)腦機(jī)接口還有一個(gè)區(qū)別,就是大家都有一個(gè)所謂的侵入式、非侵入式、半侵入式的分類(lèi)。電學(xué)有非侵入式的,比方說(shuō)帶著一個(gè)頭盔或者貼在額頭上的這種。然后有半侵入式的,就是打開(kāi)顱骨,但是不打開(kāi)硬膜,電極不插在腦子里面,貼在腦膜上的。第三種是把腦膜揭開(kāi),直接插在腦子里面的這種,就是Neuralink的路線(xiàn)。對(duì)超聲來(lái)講,有非侵入式跟半侵入式,現(xiàn)在的超聲是不用侵入式的。

泓君:“半侵入”是什么意思?

彭雷:半侵入就是可以去掉顱骨,但是不開(kāi)硬膜。大腦從結(jié)構(gòu)上來(lái)講,那個(gè)膜揭開(kāi)之后才是你的整個(gè)腦組織,它被泡在腦脊液里面。所以說(shuō)那個(gè)膜本身是一個(gè)非常重要的免疫屏障。原則層面上如果你不破那層硬腦膜的話(huà),其實(shí)你是沒(méi)有對(duì)組織產(chǎn)生直接的損傷。現(xiàn)在超聲腦機(jī)接口的方向選擇的,第一是非侵入式,第二種是半侵入式。剛才我描述的在慢性疼痛的這個(gè)場(chǎng)景下,我們針對(duì)都是非侵入式。

泓君:它的設(shè)備是?

彭雷:有點(diǎn)像個(gè)頭盔。

泓君:戴一個(gè)頭盔,一次30到40分鐘的治療,它就可以緩解七天的疼痛?

彭雷:他躺在一個(gè)病床上,然后有一個(gè)頭架,把他頭固定在上面,可能會(huì)有一些引導(dǎo)的音樂(lè),有一些指令,大概40分鐘左右。從病床上起來(lái)之后,他的疼痛感就會(huì)被明顯地下降。

圖片來(lái)源:https://spire.us

泓君:這個(gè)聽(tīng)起來(lái)是非常容易商業(yè)化的,它的商業(yè)化的難點(diǎn)是什么?

彭雷:講到商業(yè)化就可以再展開(kāi)一下超聲腦機(jī)接口,剛才講的用到疼痛管理是第一個(gè)適應(yīng)癥,但是這個(gè)適應(yīng)癥在全球都還沒(méi)有拿證。其實(shí)這個(gè)也很簡(jiǎn)單,就因?yàn)檎麄€(gè)超聲用于大腦調(diào)控這件事情,科學(xué)界其實(shí)也就是近10年才開(kāi)始研究。包括對(duì)機(jī)理、對(duì)參數(shù)、對(duì)安全性的驗(yàn)證,現(xiàn)在FDA(美國(guó)食品和藥物管理局)也好,中國(guó)的NMPA(國(guó)家藥品監(jiān)督管理局)也好,都是屬于剛剛接受這個(gè)技術(shù)可以用于大腦。過(guò)去超聲只能用來(lái)看肚子,做B超,這叫成像,對(duì)吧?做調(diào)控的,叫超聲刀,這你肯定聽(tīng)說(shuō)過(guò)。

泓君:女生很喜歡的,醫(yī)美。

彭雷:那個(gè)叫超聲炮,相當(dāng)于把面部的法令紋打掉,它其實(shí)就是隔著你的皮膚打到下面的真皮的這一層,把一些組織相當(dāng)于灼燒了一下,那它就被收緊了,收緊之后它皮膚再生修復(fù)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生膠原蛋白,那你可能皮膚就鼓起來(lái)了,然后因?yàn)槭站o了,你皮上皺紋就變少了,這是超聲炮的原理。這種打在組織上、肉體上的超聲的這種調(diào)控,是拿過(guò)證的。但是這些東西從來(lái)沒(méi)有打過(guò)腦子,因?yàn)槌暸谝埠茫暤兑埠?,它?duì)組織是會(huì)產(chǎn)生切割。

泓君:類(lèi)似于“先摧毀你再重建”的這樣的一個(gè)感覺(jué)。

彭雷:超聲是可以做切除的,可以做“空化”的。之前有個(gè)公司不知道你有沒(méi)有關(guān)注過(guò),李嘉誠(chéng)在香港曾經(jīng)捐助了兩臺(tái)設(shè)備,做組織破碎術(shù)。針對(duì)肝癌,通過(guò)超聲可以直接把這塊癌組織打碎掉,就打成液體,等你的正常組織把它慢慢代謝掉,就實(shí)現(xiàn)了一種不用開(kāi)手術(shù),隔著肚子,就可以把里面的某塊腫瘤打碎掉的能力。這就是超聲在高強(qiáng)度下的應(yīng)用。當(dāng)?shù)队?,?dāng)組織破碎用,當(dāng)美容炮用,這都是已經(jīng)被驗(yàn)證了的,但是直接打腦組織是最近10年才開(kāi)始的,風(fēng)險(xiǎn)太大了——就是你不知道你在抑制疼痛的時(shí)候,你是不是會(huì)傷害跟抑制到你其他的腦組織,因?yàn)槲覀儺吘惯€不知道大腦是怎么運(yùn)作的。

泓君:這個(gè)拿證需要你證明什么?首先是證明你這個(gè)技術(shù)是有用的,然后證明你沒(méi)有顯著的副作用?

彭雷:這也就是醫(yī)療器械類(lèi)的設(shè)備的一個(gè)最重要的思維邏輯,它跟我們?cè)瓉?lái)做互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品不一樣,互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品恨不得我今天推出兩周一個(gè)迭代的快速迭代,但醫(yī)療產(chǎn)品它最大的一種思維邏輯就是它是以一個(gè)明確的適應(yīng)癥、一種明確的療法,在充分測(cè)試安全性跟有效性之后,來(lái)授予你一張證。而一般拿一張證,二類(lèi)器械需要3~4年的時(shí)間,三類(lèi)器械可能需要7~10年的時(shí)間。

03、超聲腦機(jī)接口的商業(yè)化前景

泓君:剛剛我們講到了超聲腦機(jī)接口,它可以去做疼痛管理,除了疼痛還有哪些方向的應(yīng)用?

彭雷:第二個(gè)適應(yīng)癥,可能是中風(fēng)后的一些康復(fù)。中風(fēng)有出血性中風(fēng)跟缺血性中風(fēng),那缺血性的腦梗它會(huì)有神經(jīng)元的批量的壞死,因?yàn)槟菈K血液供不了了。在急性期或者在恢復(fù)期的時(shí)候,有機(jī)會(huì)用超聲對(duì)它的這個(gè)區(qū)域進(jìn)行調(diào)控,可以減少神經(jīng)元死亡的數(shù)量。

第三個(gè)方向是阿爾茨海默(AD),這是個(gè)巨大的市場(chǎng)。醫(yī)藥界在阿爾茨海默里面的研發(fā)投入,我估計(jì)1,000億美金都有了,現(xiàn)在都沒(méi)有一款特別有效的普適的藥物,對(duì)AD的成因以及調(diào)控方法其實(shí)還沒(méi)有非常確信的東西。但是超聲給了一個(gè)思路,因?yàn)槌暠旧硎怯袡C(jī)會(huì)通過(guò)無(wú)創(chuàng)的、非侵入的方式,加快對(duì)Tau蛋白、Aβ蛋白的沉積的代謝。包括提高小膠質(zhì)細(xì)胞的代謝能力,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)沉積的代謝的提升,這是在科學(xué)界做過(guò)一些嘗試。

超聲也有機(jī)會(huì)打開(kāi)血腦屏障。因?yàn)槲覀兇竽X的血管跟組織之間的血管,跟身體的其他組織不一樣。我們身上其他的血管,藥物是可以透過(guò)血管壁的。但大腦的血管,藥物是過(guò)不去的,它是我們自然進(jìn)化出來(lái)對(duì)大腦一種保護(hù)能力。但超聲可以把局部的血管的血腦屏障打開(kāi),那一些針對(duì)阿爾茨海默的藥,就可以通過(guò)這種血管進(jìn)到直接組織。

還有特別有意思的點(diǎn),還沒(méi)在人身上試過(guò),但是我們?cè)囘^(guò)在動(dòng)物身上直接打海馬體。海馬體是人類(lèi)記憶的中樞,阿爾茨海默患者到后期,海馬會(huì)急劇的萎縮。通過(guò)超聲直接打海馬,能夠看到那塊區(qū)域的代謝在加強(qiáng),神經(jīng)元的活性在提升,甚至打出了Neuroregeneration(神經(jīng)再生性)。通常神經(jīng)元死亡是不可恢復(fù)的,從過(guò)去的研究上面來(lái)看,只有海馬體有一部分神經(jīng)元具備可再生的能力。而對(duì)于阿爾茨海默的患者,他的這種再生能力也變得很弱,但是超聲的調(diào)控有可能讓他這部分加強(qiáng)。

第四個(gè)適應(yīng)癥,我也很感興趣的市場(chǎng)是睡眠。我看我周?chē)芏嗯笥颜f(shuō),這個(gè)是他最需要的事情。

泓君:我覺(jué)得很多人都有睡眠困擾,它是現(xiàn)代人壓力大的一個(gè)普遍的問(wèn)題。

彭雷:現(xiàn)在我們?cè)谂R床上做了一些早期的實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)睡眠中樞的刺激,能夠讓那種常年失眠的人,大量吃安眠藥的人,能夠在醫(yī)院做超聲治療的時(shí)候,在病床上就睡著。當(dāng)然這個(gè)事情可能還需要去泛化一下,是不是對(duì)所有人都是安全跟有效的,包括每個(gè)人調(diào)控的靶點(diǎn),可能都還不一樣。但是如果能夠找到一套對(duì)不同人群都有效的入睡的方法,那這個(gè)其實(shí)也是一個(gè)巨大的市場(chǎng)。

再往后的適應(yīng)癥,可能是一些精神類(lèi)疾病,比方說(shuō)嚴(yán)重的抑郁癥,像自閉癥,像多動(dòng)癥(ADHD),包括一些強(qiáng)迫癥(OCD),一些成癮,包括毒癮。其實(shí)大部分的精神類(lèi)疾病,都沒(méi)有器質(zhì)性的這種結(jié)構(gòu)上的變化,本質(zhì)上其實(shí)就是電信號(hào)的異常,某個(gè)區(qū)域異?;钴S,或者某個(gè)區(qū)域異常的不活躍。包括像癲癇,其實(shí)就是他大腦的放電一下子短路了,所以人就躺在那,完全失去意識(shí)了,本質(zhì)上就是大腦的一個(gè)電學(xué)風(fēng)暴。所以說(shuō)這種信號(hào)上的異常的精神類(lèi)疾病,也是超聲腦接口未來(lái)非常重要的應(yīng)用場(chǎng)景。

圖片來(lái)源:nudge.com

泓君:基本上把現(xiàn)在人類(lèi)與大腦相關(guān)的幾大“騎士疾病”囊括進(jìn)來(lái)了。你剛剛講的這幾類(lèi)場(chǎng)景,比如說(shuō)疼痛管理、缺血性中風(fēng)、阿爾茨海默、還有抑郁癥、睡眠——這五大場(chǎng)景,分別有哪些公司或者是科研機(jī)構(gòu),他們已經(jīng)有了一些臨床上的研究,能夠證明這條路已經(jīng)跑通了。剛剛您講的時(shí)候是有很多的例子的,這些例子的來(lái)源是哪里?

彭雷:對(duì),特別好的一個(gè)問(wèn)題。超聲用于大腦的調(diào)控是最近10年,我剛剛講了這五六個(gè)方向,其實(shí)國(guó)內(nèi)的話(huà)起步稍微晚一點(diǎn),包括我們自己在國(guó)內(nèi),格式塔剛剛開(kāi)始做一些臨床性的研究。美國(guó)做得最早,歐洲也有一些機(jī)構(gòu)。像加拿大的機(jī)構(gòu),跟在美國(guó)的幾所大學(xué)、研究所里面相關(guān)的實(shí)驗(yàn),在三四年前就在做了。但還好,整個(gè)這個(gè)領(lǐng)域里面中美之間的差距并不是那么大。

為什么我說(shuō)我對(duì)格式塔在做中國(guó)超聲腦機(jī)這件事情有足夠的信心。原因是中國(guó)有幾個(gè)天然的優(yōu)勢(shì),一個(gè)是我們患者人群多,任何一個(gè)適應(yīng)癥,我們都是西方跟歐洲的任何一家國(guó)家的10倍或者20倍做臨床實(shí)驗(yàn)。第二,我們的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)相對(duì)還是更自由一點(diǎn),特別是歐洲,做非人靈長(zhǎng)類(lèi)的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)要難一些了。中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域里面可以快速地把這些有效性跟安全性的驗(yàn)證數(shù)據(jù)拿到,甚至比西方更快地去拿到醫(yī)療器械許可證。

04、硅谷大佬隱秘布局超聲腦機(jī)接口

泓君:超聲腦機(jī)接口現(xiàn)在有哪些比較典型的公司嗎?我看最近Sam Altman,還不是說(shuō)投資,他成了一家腦機(jī)接口公司叫做Merge Labs的聯(lián)合創(chuàng)始人。他們正在跟OpenAI談一個(gè),看消息放出來(lái)是2.5億美元的融資。他可能不僅僅是用超聲的方式,還是一種基因療法去改造神經(jīng)細(xì)胞,加上超聲。

彭雷:這也是我啟動(dòng)格式塔的一個(gè)原因,就是我看到了在超聲這個(gè)領(lǐng)域,美國(guó)并沒(méi)有比我們領(lǐng)先多少,中美的差距其實(shí)更小。美國(guó)大概有四家公司比較重要的拿到了錢(qián)的公司。

最早的一家是Spire,這個(gè)是在猶他大學(xué)的一家公司,也是陳天橋投資的。我新創(chuàng)辦的格式塔,也是陳天橋跟我聯(lián)合創(chuàng)立的。所以說(shuō),天橋在這個(gè)領(lǐng)域里,是非常重要的一個(gè)股東。

第二家公司叫Nudge。Nudge的團(tuán)隊(duì)里面有將近十個(gè)人,都是從Neuralink出來(lái)的。然后這家公司在兩個(gè)月之前,融了1億美金的A輪。這個(gè)A輪的投資人叫Thrive Capital,是OpenAI的最主要的投資者之一。

泓君:硅谷非?;钴S的一家大資本,出手基本上都是幾個(gè)億的這種,它有一點(diǎn)點(diǎn)偏PE級(jí)。

彭雷:是的,這家基金其實(shí)非常之敏感,因?yàn)樗倪@個(gè)Founder,叫Joshua Kushner。他是伊萬(wàn)卡老公的弟弟,跟整個(gè)政策的核心決策權(quán)是非常近的。另外Nudge的CEO,叫Fred,他也是Coinbase原來(lái)的創(chuàng)始人CEO。所以別人跟我聊天特別有意思,說(shuō)為什么做比特幣、做Crypto的人,會(huì)來(lái)做超聲腦機(jī)?我說(shuō)挺好啊,說(shuō)明這些WEB3.0的人,想投資一下WEB4.0,哈哈。

泓君:這個(gè)Nudge它是做什么的?我看它是低強(qiáng)度的超聲頭盔,也是指非侵入式的。

彭雷:對(duì),非侵入式的。他們選了一個(gè)非常細(xì)微的切口,做PTSD(創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙)。

第三家,F(xiàn)orest Neurotech,加州理工學(xué)院里面的一個(gè)博士后跟幾個(gè)老師成立的,這個(gè)團(tuán)隊(duì)也非常優(yōu)秀,我跟他們幾個(gè)人都聊過(guò),但他們這個(gè)機(jī)構(gòu)叫FRO(Focused Research Organization,聚焦型研究組織),它不是一個(gè)創(chuàng)業(yè)公司,有點(diǎn)像OpenAI最早定義成一個(gè)非營(yíng)利性組織一樣。這是比較符合加州理工的這些教授他們做事情的一個(gè)原則。它最主要的一個(gè)捐贈(zèng)者是Eric Schmidt,就是原Google的CEO。

圖片來(lái)源:forestneurotech.org

泓君:這家是做什么?

彭雷:是做超聲的,它的超聲就是做半侵入式的超聲了,需要把顱骨打開(kāi)。功能上,他們做失眠,也嘗試做一些意識(shí)障礙人群的喚醒,像植物人的喚醒之類(lèi)的。邏輯都是一樣的,只是你刺激不同的位置,就針對(duì)不同的病。這幾家公司每家都有第一個(gè)入手的適應(yīng)癥,大家也都不太一樣。

第四家,Sanmai,這家公司的投資人是Reid Hoffman,就是Linkedin的創(chuàng)始人,也是硅谷一個(gè)大佬。Reid Hoffma投這家公司,大概就是三個(gè)月之前的事情。

最新的一家就是Merge Labs,Sam Altman成立。我覺(jué)得這很好理解。Sam跟Elon之間的沖突,已經(jīng)是AI行業(yè)的一段佳話(huà)了,對(duì)吧?他們已經(jīng)罵成這樣了,所以說(shuō)Sam也一直想在腦機(jī)這個(gè)領(lǐng)域里面進(jìn)行布局,他成立了Merge Labs的時(shí)候,就一定會(huì)選擇跟Neuralink選擇不一樣的技術(shù)路線(xiàn)。

為什么是AI公司來(lái)投?這就回到了我在很多場(chǎng)合上講的一句話(huà),我覺(jué)得神經(jīng)科學(xué)跟人工智能是一個(gè)硬幣的兩面。人工智能的整個(gè)發(fā)展都受制于神經(jīng)科學(xué)最初對(duì)神經(jīng)元的啟發(fā),才有了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),才有了反向傳播,才有了一系列概念上的提升。而我覺(jué)得神經(jīng)科學(xué)下一次顛覆性的突破,一定也會(huì)給AI帶來(lái)重要的突破。我覺(jué)得Sam這個(gè)時(shí)候下場(chǎng)做Merge Labs的原因是來(lái)自于這里。

泓君:Merge Labs在解決什么問(wèn)題?

彭雷:Merge Labs沒(méi)有公布詳細(xì)的信息,但是它講的兩個(gè)概念,跟我們是非常一致的。首先它加了一個(gè)基因改造這方面,其實(shí)我們格式塔在今年的五六月份,最早地想到了這個(gè)概念。我5月專(zhuān)門(mén)去美國(guó)跟去年的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者David Baker聊了關(guān)于基因改造,用涉及蛋白質(zhì)的方式來(lái)做一些提升。

我覺(jué)得這里面有個(gè)基本的假設(shè),如果我們相信人腦以后跟AI,可以完全高通量地打通,甚至出現(xiàn)像《黑客帝國(guó)》那種能夠?qū)⒆约旱囊庾R(shí)在數(shù)字空間里面完全連接起來(lái),這一定是我們終極的目標(biāo)。但做到這一步的前提,我相信我們的大腦本身是要做改造的。

我們認(rèn)為用基因療法對(duì)大腦做一定程度的改造是必要的,這樣能讓大腦真正地,跟超聲也好,跟未來(lái),whatever什么樣的腦機(jī)技術(shù)也好,更好地融合。

這個(gè)回頭一想我覺(jué)得其實(shí)非常貼切,大家都還記得我們看黑客帝國(guó)的時(shí)候,墨菲斯給了尼奧兩顆藥丸,一個(gè)紅色的藥丸,一個(gè)藍(lán)色的藥丸,你選擇吃哪顆?你可能從那個(gè)幻覺(jué)中,可以想象過(guò)來(lái)。當(dāng)時(shí)我們覺(jué)得那只是電影表達(dá)的一種意象,回頭來(lái)看它可能就是一種基因改造的藥物,讓你大腦進(jìn)入了某種突變跟變化之后,你才能跟Matrix連起來(lái)。

泓君:哇,還有這層解讀!

彭雷:這是我自己想的,我不知道,但我非常喜歡這個(gè)概念。我覺(jué)得就基本假設(shè),就是如果人腦跟 AI 要完全連起,那人腦本身要被改造。我在這個(gè)假設(shè)層面上跟Sam判斷是一樣的,這也是我們一定會(huì)探索的事情。

圖片來(lái)源:電影《黑客帝國(guó)》

泓君:剛剛我們聊到的時(shí)候,你著重講了非侵入式的超聲腦機(jī)接口,那我們?yōu)槭裁催€需要半侵入或者侵入式的超聲腦機(jī)接口呢?

彭雷:這里面有個(gè)非常重要的邏輯,就是顱骨。超聲波在大腦內(nèi),不管是“讀”還是“寫(xiě)”,最大的一個(gè)障礙就是骨頭,沒(méi)有之一。骨頭會(huì)讓超聲波出現(xiàn)散射,而且這種散射是不規(guī)律的,因?yàn)槊總€(gè)人的顱骨的厚度、顱骨里面的空腔大小,都不太一樣,從算法的角度來(lái)講非常復(fù)雜。所以做調(diào)控的時(shí)候,隔著顱骨打進(jìn)去,就做不到特別精巧的聚焦。去掉顱骨之后,大腦在超聲面前基本上就是透明的。大腦本身也是包在腦脊液里面的,而腦組織神經(jīng)元,跟腦脊液,跟硬膜,在超聲傳遞的過(guò)程中都不會(huì)形成散射,不會(huì)有重大的信號(hào)的偏離。

所以我們先做非侵入式一定是對(duì)的,因?yàn)樗菀鬃呦蛏虡I(yè)化,但如果我們希望實(shí)現(xiàn)剛才講的那種終極狀態(tài),更高帶寬地人腦跟AI做連接,那我們一定會(huì)想辦法繞開(kāi)顱骨。

現(xiàn)在大家覺(jué)得侵入式很可怕,但我自己在手術(shù)室里面跟著病人做了好幾次手術(shù)之后,覺(jué)得也沒(méi)有想象的那么可怕。

泓君:為什么?

彭雷:我們總覺(jué)得好像把顱骨打開(kāi)是一件非常恐怖的事情,但是在外科醫(yī)生的角度來(lái)講,這跟做一個(gè)美容去隆個(gè)鼻子,沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。

泓君:只要不傷害到腦脊液,腦膜的那部分就是可以的?

彭雷:都是把皮膚切開(kāi),都是把骨頭墊高或去掉。那如果我們都能接受去隆個(gè)鼻子、削個(gè)下巴,已經(jīng)做了這么多例了,我們?yōu)槭裁床荒芙邮芟乱淮哪X機(jī)接口可以換掉你一塊頭骨呢?這個(gè)我覺(jué)得是完全可以接受的,因?yàn)椴黄朴材?。但Neuralink不行,Neuralink必須得把硬膜破開(kāi),電極插進(jìn)去,那個(gè)會(huì)對(duì)安全性跟免疫性有更高的要求。

我們不認(rèn)為超聲需要破硬膜。因?yàn)樵诔暤拿媲?,那個(gè)膜跟那個(gè)水是透明的,我隔著膜就能探測(cè)到里面的血流信號(hào),我不需要把膜掀開(kāi)了,這是最大的一個(gè)區(qū)別。所以它帶來(lái)了一個(gè)非常我們覺(jué)得很好的一個(gè)天花板的空間,就是我甚至之前描述過(guò)一個(gè)概念,可能以后的終極狀態(tài)是,我們會(huì)把現(xiàn)在這種顱骨換成一塊“數(shù)字顱骨”(Digital Skull)。

泓君:你剛剛在說(shuō)這個(gè)的時(shí)候,我就在想,因?yàn)橐粔K超聲掃25%,我搞四塊,整個(gè)大腦就掃描上去了。

彭雷:是的,這就是我們覺(jué)得超聲的下一代。從“非侵入式”到“半侵入式”會(huì)怎么樣?超聲的半侵入式,在我想象中就是一塊數(shù)字顱骨,可能左邊、右邊各一塊。換掉之后,從外觀(guān)上來(lái)講,你跟正常人沒(méi)有任何區(qū)別,頭皮會(huì)縫合,頭發(fā)還能長(zhǎng)出來(lái)。數(shù)字顱骨的強(qiáng)度,也能夠滿(mǎn)足要求。但是它帶來(lái)的想象空間,就是你的全腦都可以被讀寫(xiě),再配合上基因改造的方式,那可能真的就是終極狀態(tài)人腦跟AI融合共生的那個(gè)時(shí)代需要的東西。當(dāng)然這一步可能還有點(diǎn)遠(yuǎn)了,需要5~8年的時(shí)間,但至少我覺(jué)得這個(gè)方向是確定的。

05、頂尖AI科學(xué)家,如何從生命科學(xué)角度看AI

泓君:剛剛聽(tīng)到這個(gè)的時(shí)候,我在想有沒(méi)有可能未來(lái)我們整個(gè)AI的大的突破是通過(guò)腦科學(xué)的突破帶來(lái)的?因?yàn)楸热缯f(shuō)我們現(xiàn)在整個(gè)AI電路數(shù)可能跟我們的腦子里面的有一些電路數(shù),它是差不多的。但是從能源功耗、聰明程度,完全不一樣的。

彭雷:這也是我為什么做了四年腦機(jī),繼續(xù)在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域里面去投入未來(lái)時(shí)間的原因。就是我說(shuō),人工智能跟神經(jīng)科學(xué)是個(gè)硬幣的兩面,他們相互促進(jìn)了過(guò)去20年,而且我認(rèn)為下一代的人工智能,它也會(huì)必定要去解決的幾個(gè)問(wèn)題,就是用這種硅基的基礎(chǔ)來(lái)做計(jì)算,跟有沒(méi)有可能有朝一日基于別的計(jì)算架構(gòu),比方說(shuō)類(lèi)腦芯片。當(dāng)然還是硅基的,但它架構(gòu)不是馮諾依曼的架構(gòu)了,它是存算一體的。它可能功耗就比現(xiàn)在的這種馮諾依曼架構(gòu)、GPU的架構(gòu)的功耗明顯的提升。

我在很多場(chǎng)合做過(guò)人腦跟AI的指標(biāo)上的對(duì)比,我們現(xiàn)在如果拿一塊英偉達(dá)H200 GPU,晶體管數(shù)量接近人腦神經(jīng)元數(shù)量,但功耗高達(dá)上千甚至上萬(wàn)瓦,而人腦僅需25瓦。還有很大的一個(gè)區(qū)別就是這邊是馮諾依曼架構(gòu),這邊是存算一體的結(jié)構(gòu),計(jì)算跟存儲(chǔ)是分不開(kāi)的。

泓君:馮諾依曼架構(gòu),是什么架構(gòu)?

彭雷:幾乎現(xiàn)在常用計(jì)算的演進(jìn)都是馮諾依曼架構(gòu),它屬于“存算分離”。而我們大腦“存算一體”,這是很重要的一點(diǎn)。我們現(xiàn)在AI的計(jì)算的硬件,跟軟件是可以分開(kāi)的,DeepSeek能跑在英偉達(dá)上,也能夠跑在華為上。但我們?nèi)四X的硬件、軟件是不可分開(kāi)的。所以說(shuō),人腦不被定義成“硬件”或“軟件”,它叫“Wetware”濕件,它硬件跟軟件是合在一起的,這是生物計(jì)算跟傳統(tǒng)硅基計(jì)算不一樣的地方。

還有很重要一點(diǎn),人腦是有可塑性的,就是人的神經(jīng)元每天都在實(shí)時(shí)地產(chǎn)生變化。比方說(shuō)今天我們聊完兩個(gè)小時(shí)下來(lái)之后,你的大腦已經(jīng)被我永久的改變了,因?yàn)槟阌涀×宋艺f(shuō)的某些概念,形成了某些觀(guān)念跟認(rèn)知,這些認(rèn)知是以物理方式留在了你的大腦里面,神經(jīng)元跟神經(jīng)元之間形成的某些突觸,它被強(qiáng)化了,它的放電的頻率被變高了。你可以理解為,這個(gè)神經(jīng)元的軸突跟樹(shù)突之間的連接的頻率跟強(qiáng)度,被強(qiáng)化了,是物理上可以看得見(jiàn)的。這種改變是人腦具備的,但AI的芯片燒好了就那樣,永遠(yuǎn)沒(méi)有辦法改里面的線(xiàn)。

泓君:很有意思。所以聽(tīng)完我們這期播客的同學(xué)們的大腦,也被改變了。

彭雷:是的,以后大家再遇到跟腦機(jī)接口、腦科學(xué)相關(guān)的話(huà)題,他就會(huì)想起來(lái)很多的相關(guān)聯(lián)的知識(shí)。

回到你剛才的問(wèn)題,人工智能的下一步發(fā)展會(huì)不會(huì)出現(xiàn)重大的躍遷?我相信跟神經(jīng)科學(xué)是一定不可分割的。這也是為什么你看Jeffrey Hinton,去年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者,“人工智能之父”,他其實(shí)是Neuroscience(神經(jīng)科學(xué))背景出身。得了諾獎(jiǎng)后,Jeffrey也說(shuō),他其實(shí)現(xiàn)在想回到神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域里面,再看看底層的研究。包括他最大的一個(gè)假設(shè),就是為什么神經(jīng)科學(xué)的計(jì)算里面沒(méi)有反向傳播,我們AI是完全依靠反向傳播梯度下降來(lái)做所有的模型的收斂的,而這一套在人身上是沒(méi)有的,在生物界是沒(méi)有的。

另外一個(gè),就像Demis Hassabis,AphaFold的創(chuàng)始人。他現(xiàn)在其實(shí)不光是管Deep Mind了,他其實(shí)把Google的整個(gè)人工智能的團(tuán)隊(duì)跟Deep Mind合并掉了,所以Gemini也是他在管。過(guò)去先做AlphaGo,再做AlphaFold,到現(xiàn)在做AlphaGeno,下一步他想做的是“人工智能虛擬細(xì)胞”(AIVC)。Google整個(gè)這些純科學(xué)的研究,都是Demis的團(tuán)隊(duì)在管。

泓君:人工智能虛擬細(xì)胞,這個(gè)是什么東西?

彭雷:這又是個(gè)新的概念,如果展開(kāi)講又是一集播客了,簡(jiǎn)單解釋一下吧。這是Demis最大的夢(mèng)想之一,他說(shuō)他為什么進(jìn)到人工智能領(lǐng)域,就是他希望用人工智能模擬出人體。你看他模擬蛋白質(zhì)折疊,他是預(yù)測(cè)不同的氨基酸序列折疊出來(lái)的蛋白質(zhì)形態(tài)會(huì)怎么樣,這個(gè)事情已經(jīng)做到90%以上的準(zhǔn)確率了。

但是細(xì)胞是組成人體的最小單元。他覺(jué)得如果我能夠通過(guò)AIVC的方式設(shè)計(jì)出虛擬的細(xì)胞,那我未來(lái)就可以做虛擬器官,做虛擬人體。那AI細(xì)胞當(dāng)然是終極地對(duì)碳基生命做模擬的一個(gè)過(guò)程。

對(duì)細(xì)胞本身做AI化,是有重大的商業(yè)價(jià)值的。如果我知道了這個(gè)細(xì)胞,在AI情況下對(duì)它進(jìn)行一些擾動(dòng),它會(huì)產(chǎn)生什么樣的反應(yīng),那其實(shí)就可以預(yù)測(cè)不同的藥物對(duì)細(xì)胞的效果。像現(xiàn)在很多新藥研發(fā)需要做動(dòng)物實(shí)驗(yàn),那如果有了虛擬細(xì)胞,很多藥品可能在進(jìn)到動(dòng)物實(shí)驗(yàn)之前,在AI層面上就篩掉了百分之八九十不靠譜的成分,那這種情況下效率會(huì)極大地提升。這個(gè)就是Demis自己成立的創(chuàng)業(yè)公司,叫Isomorphic Labs(同構(gòu)實(shí)驗(yàn)室),也是一上來(lái)就融了6.5億美金,他的顧問(wèn)有4個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,整個(gè)顧問(wèn)團(tuán)極其豪華。

圖片來(lái)源:isomorphiclabs.com

泓君:什么時(shí)候的事?

彭雷:就一年前吧。所以你想想,Demis真的是人生贏家,諾貝爾獎(jiǎng)也拿了,Google的高管也干了,Deep Mind也賣(mài)了,錢(qián)也賺到了,還自己創(chuàng)了個(gè)業(yè)搞了個(gè)Isomorphic,slogan是“Solve all disease”,治療所有疾病。

泓君:這個(gè)野心太大了。

彭雷:只有Demis這種人敢去做這種事情。所以你看,這就是AI科學(xué)家,因?yàn)锳I拿了諾獎(jiǎng)的人,他們?cè)趺丛诳瘁t(yī)學(xué),怎么看生命科學(xué),怎么看神經(jīng)科學(xué)。在國(guó)內(nèi)很多場(chǎng)合,我都發(fā)現(xiàn)大家看AI,還是看純AI、看互聯(lián)網(wǎng)、看硬件的這個(gè)邏輯。但是在美國(guó)這些最頂級(jí)的AI科學(xué)家,他們是從生命科學(xué)的角度在看AI。

這一點(diǎn)上,我在國(guó)內(nèi)很多場(chǎng)合都呼吁大家要更多地看回我們自身。人類(lèi)被進(jìn)化了200萬(wàn)年成為現(xiàn)在這個(gè)樣子,生物學(xué)上有太多我們還沒(méi)找到的答案,這些答案,對(duì)我們自身了解自己、改善自己,對(duì)延長(zhǎng)人類(lèi)壽命,對(duì)AI的下一代的研發(fā)都是有重大的突破的,但這方面的投入其實(shí)還是比較少的。

泓君:因?yàn)槟惚容^了解人腦的構(gòu)造,就是人腦它有很多的功能分區(qū),可能有一些功能分區(qū)是掌管記憶,有一些是掌管語(yǔ)言,有一些是掌管行動(dòng)的。我們看到現(xiàn)在所謂的大語(yǔ)言模型,它還是在用語(yǔ)言做交互,所以我不知道現(xiàn)在我們?cè)谔岬竭@個(gè)大模型的時(shí)候,它的語(yǔ)言跟人腦掌管語(yǔ)言有什么區(qū)別跟共通之處?大腦還有什么樣的空間沒(méi)有被AI用到?但是未來(lái)可能可以幫助到AI的?

彭雷:對(duì),這是非常好的一個(gè)問(wèn)題,首先它目前是沒(méi)有答案的。為什么大語(yǔ)言模型從Transformer論文出現(xiàn)到現(xiàn)在ChatGPT-5這幾年,有這么快的發(fā)展,是因?yàn)橛袔讉€(gè)重要的假設(shè)。過(guò)去我們?nèi)祟?lèi)的絕大部分知識(shí)是用語(yǔ)言來(lái)承載的,語(yǔ)言是人類(lèi)對(duì)文明或者是我們知識(shí)累積的一種最高抽象的描述。

然后再隨著人工智能對(duì)這種便利全球的數(shù)據(jù)的訓(xùn)練,再用Transformer的架構(gòu),再用Attention的機(jī)制,它涌現(xiàn)了我們現(xiàn)在看到的大語(yǔ)言模型。然后我們通過(guò)它的Scaling Law(規(guī)模化法則),對(duì)參數(shù)集、對(duì)GPU、對(duì)訓(xùn)練集、對(duì)強(qiáng)化模型、對(duì)合成數(shù)據(jù)的方式……能看到它走向AGI(通用人工智能)的這個(gè)路徑,這一切都建立在語(yǔ)言的基礎(chǔ)之上的。

但這里面有幾個(gè)問(wèn)題,第一,語(yǔ)言最大的一個(gè)問(wèn)題是它信息濃度很高,每個(gè)詞的描述是精確的。但世界模型——有別于語(yǔ)言模型的下一代——最大的問(wèn)題是它的模態(tài)不是可精確描述的。這也是為什么像李飛飛他只搞了一個(gè)World Labs,來(lái)做世界模型。

我們作為一個(gè)個(gè)體,在這個(gè)世界上跟物理世界發(fā)生互動(dòng),我把這個(gè)門(mén)怎么打開(kāi)?我把這個(gè)手機(jī)怎么舉起來(lái)?這里面涉及到物理,涉及到化學(xué),涉及到很多先驗(yàn)的知識(shí),這些知識(shí)它不是被結(jié)構(gòu)化的、高濃度的語(yǔ)言所描述的。

所以有人問(wèn)我ChatGPT會(huì)不會(huì)產(chǎn)生意識(shí)?我覺(jué)得現(xiàn)在肯定不會(huì)。它要產(chǎn)生意識(shí),有個(gè)必經(jīng)之路就是要讓它具備跟物理世界發(fā)生互動(dòng)的能力。所以說(shuō)AI需要跟具身智能結(jié)合,這個(gè)具身智能在這個(gè)物理世界里面去摸爬滾打、去走、去受獎(jiǎng)勵(lì)、受懲罰,它對(duì)主觀(guān)跟客觀(guān)有感受了,才會(huì)有意識(shí)。因?yàn)閺纳窠?jīng)科學(xué)的角度來(lái)講,意識(shí)的定義就是我對(duì)物質(zhì)世界(或者物理世界)產(chǎn)生感知跟認(rèn)知的反饋的這個(gè)過(guò)程中,才有了意識(shí)。

如果只停留在H200上面,我覺(jué)得它是不會(huì)產(chǎn)生意識(shí)的,但它如果被賦予了具身智能的身體,那我覺(jué)得就有可能。所以說(shuō)我覺(jué)得人工智能、具身智能跟腦機(jī)接口這三個(gè)事情,遲早地會(huì)交叉在一起。

06、價(jià)值脫鉤,生物醫(yī)藥投資的價(jià)值洼地

泓君:您之前創(chuàng)建的腦虎科技,也是在一例一例地收病人,這種收病人在我理解中更多還是做研究,做臨床試驗(yàn)的角度,現(xiàn)在可能也不能馬上去做商業(yè)化。所以這一類(lèi)公司的創(chuàng)業(yè),如果大家要去準(zhǔn)備一個(gè)儲(chǔ)備資金,你覺(jué)得要儲(chǔ)備多久的資金?商業(yè)化會(huì)是創(chuàng)業(yè)者面臨的一個(gè)特別大的壓力嗎?

彭雷:在生命科學(xué)領(lǐng)域里面創(chuàng)業(yè),確實(shí)要有一個(gè)長(zhǎng)期的基本的判斷。就像我剛剛說(shuō)的,過(guò)去互聯(lián)網(wǎng)我們恨不得兩周一迭代一個(gè)版本。但你做藥也好,做器械也好,你得做好至少5年、7年的一個(gè)判斷。

在美國(guó)做一個(gè)三類(lèi)有源植入的醫(yī)療器械,平均需要10億美金、10年時(shí)間。在中國(guó)做電學(xué)腦機(jī)接口的幾家公司,大概都是奔著7億左右的資金儲(chǔ)備、7年左右拿證的時(shí)間來(lái)的。

泓君:這樣看下來(lái),中國(guó)的創(chuàng)業(yè)要比美國(guó)便宜很多。那這樣是不是反向的,比如說(shuō)美國(guó)投資者投資中國(guó)的創(chuàng)業(yè)者,看起來(lái)是一個(gè)更容易實(shí)現(xiàn)商業(yè)回報(bào)的過(guò)程。

彭雷:完全同意,中美在現(xiàn)在這個(gè)地緣政治的環(huán)境之下,對(duì)于硬科技公司,兩邊之間的估值模型已經(jīng)完全脫鉤了。就像國(guó)內(nèi)的做電學(xué)腦機(jī)接口的公司,大家平均估值3億美金,Neuralink則是120億美金。我們這邊做GPU的寒武紀(jì)6,000億人民幣,那邊英偉達(dá)3萬(wàn)億美金。可以看到中美在科技領(lǐng)域上,如果說(shuō)過(guò)去5年前、10年前,我們大家還會(huì)有些參照物,比方說(shuō)阿里跟亞馬遜的估值,愛(ài)奇藝跟Netflix的估值還有些可比性的話(huà),現(xiàn)在在硬科技領(lǐng)域,已經(jīng)是各估各的了,中間已經(jīng)沒(méi)有一個(gè)橫向的邏輯了。

所以說(shuō)假設(shè)沒(méi)有地緣政治的這種脫鉤也好,或者互相之間的斷聯(lián)也好,那當(dāng)然投資中國(guó)的生物科技的公司一定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過(guò)在美國(guó)做的。我剛才講的做臨床實(shí)驗(yàn)方便,在中國(guó)做一例臨床實(shí)驗(yàn)可能幾十萬(wàn)人民幣,Neuralink在美國(guó)做一例臨床實(shí)驗(yàn)100~150萬(wàn)美金,這是個(gè)巨大的差。

泓君:一例100~150萬(wàn)美金,它主要貴在哪?

彭雷:醫(yī)院貴,醫(yī)生貴,手術(shù)貴,術(shù)后護(hù)理貴,他們的保險(xiǎn)是非常之夸張的。你看過(guò)小紅書(shū)上的那些在美國(guó)看病的,對(duì)吧,感冒進(jìn)去宰你個(gè)8,000美金算少的了,稍微輸個(gè)液就3萬(wàn)美金起了。那你算成一個(gè)開(kāi)顱手術(shù),從術(shù)前的檢測(cè)做準(zhǔn)備,到術(shù)中,到術(shù)后再做康復(fù),再來(lái)回訪(fǎng)……一個(gè)項(xiàng)目收你百萬(wàn)美金很正常。

我覺(jué)得中國(guó)生命科學(xué)的公司,我們要有耐心,雖然說(shuō)已經(jīng)各估各的了,但從商業(yè)本質(zhì)的角度來(lái)看,我們中國(guó)自身的本土優(yōu)勢(shì)、人才優(yōu)勢(shì)、供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)、臨床資源優(yōu)勢(shì)還是不可替代的。我相信這個(gè)世界它也是一個(gè)三十年河?xùn)|、三十年河西的過(guò)程,等到估值邏輯重新回歸理性的時(shí)候,中國(guó)的生命科技公司,中國(guó)的生物制藥的公司,中國(guó)的硬科學(xué)的公司,估值是有很大的提升跟修復(fù)的空間的。

泓君:對(duì),說(shuō)到這個(gè),我想到現(xiàn)在整個(gè)中國(guó)的創(chuàng)新藥這個(gè)價(jià)值洼地已經(jīng)在被美國(guó)的投資者看中了。他們已經(jīng)開(kāi)始產(chǎn)生一種NewCo的模式——就相當(dāng)于在美國(guó)你找一個(gè)銷(xiāo)售代表或者是白人CEO,但是你把研發(fā)跟臨床往中國(guó)搬,最后成功了的藥再反向去輸出美國(guó)。這個(gè)我覺(jué)得從2023年、2024年就開(kāi)始變得比較火爆了,今年應(yīng)該也是一個(gè)投資巔峰。

彭雷:我覺(jué)得創(chuàng)新藥特別明顯,就像你說(shuō)的研發(fā)跟臨床,在中國(guó)做早期的一些技術(shù)層面上,雙向地做一些許可引進(jìn)(license-in)也好,對(duì)外授權(quán)(license-out)的這種設(shè)計(jì)也好,已經(jīng)被證明了是中美之間還能夠很好合作的一個(gè)領(lǐng)域了。雖然說(shuō)中美現(xiàn)在在AI、芯片、量子方面是完全不允許投資了,互相之間都設(shè)了一些限制,但是生物制藥跟生命科學(xué)大家還是留了一點(diǎn)門(mén)的。因?yàn)榇蠹叶荚谥尾【热?,雙方還有留了一點(diǎn)默契。我覺(jué)得這個(gè)空間會(huì)有越來(lái)越多的人看到,還是能夠在中美之間去做一些協(xié)作的事情的,生命科學(xué)就是其中之一。

泓君:因?yàn)槠鋵?shí)都是跟腦機(jī)接口相關(guān)的,這個(gè)新項(xiàng)目為什么不是放在腦虎做,而是要出來(lái)重新做一家公司嗎?

彭雷:技術(shù)賽道不一樣,兩個(gè)整個(gè)方向上還是有區(qū)別,因?yàn)閯偛盼抑v了電學(xué)的,它價(jià)值是確定的, Neuralink做的病,市場(chǎng)空間是明確的,國(guó)內(nèi)的這幾家公司也都是非??斓脑谧汾s,商業(yè)路徑也比較確定。我自己的個(gè)性,比較喜歡做“從0到1”的探索,一旦方向確定了,我可能反而還沒(méi)有那么強(qiáng)的挑戰(zhàn)感。

泓君:我們剛剛在聊超聲腦機(jī)接口跟AI結(jié)合的可能性,然后我看馬斯克他們做的,他也是想用侵入式的腦機(jī)接口去控制機(jī)器人手臂的。

彭雷:這個(gè)其實(shí)一點(diǎn)也不難,就像我剛才講的,我們現(xiàn)在做電的腦機(jī)接口的公司,大家都在做的是控制鼠標(biāo),其實(shí)患者只要能控制鼠標(biāo)之后,理論上他可以控制萬(wàn)物了。只是自由度,從兩維的自由度變成三維的或者六個(gè)自由度而已。那再往下一步,如果通道數(shù)更多的話(huà),去控制一個(gè)“宇樹(shù)”或者“傅利葉”的雙足機(jī)器人,我覺(jué)得也完全沒(méi)問(wèn)題,只是自由度更多而已。

隨著記錄的神經(jīng)元越多,能夠解碼的自由度也越多,那從控制二維電腦,到三維機(jī)械臂,到更高自由度的機(jī)器人,都是完全可以看得見(jiàn)的。所以說(shuō)馬斯克當(dāng)時(shí)講的這個(gè)路線(xiàn),他預(yù)測(cè)2028年之前他能做到這些事情,我是認(rèn)的。腦虎我們也是這樣規(guī)劃的,也能做到,只是說(shuō)速度快慢,性能好不好而區(qū)別,但方向上是看得見(jiàn)的。

但他上次發(fā)布會(huì),我對(duì)他最大的一個(gè)質(zhì)疑是,他覺(jué)得到2028年,他能實(shí)現(xiàn)知識(shí)跟記憶的上傳。這一點(diǎn)上有點(diǎn)過(guò)于樂(lè)觀(guān)了,從現(xiàn)在的這種局部放電極的方式,是永遠(yuǎn)沒(méi)有辦法解碼意識(shí)的。這個(gè)話(huà)我可以放在這里,意識(shí)的這種更復(fù)雜能力,是全腦多腦區(qū)的環(huán)路的調(diào)控的結(jié)果,不是某個(gè)區(qū)域運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的解碼,也不是說(shuō)你左邊裝一個(gè),右邊裝一個(gè),視覺(jué)裝一個(gè),聽(tīng)覺(jué)裝一個(gè),深腦再插一個(gè),你就能解碼意識(shí)。意識(shí)一定不是這樣的。所以現(xiàn)在知識(shí)跟記憶的上傳,我們都不知道它要怎么去實(shí)現(xiàn),它的原理是什么樣,它用什么的方式可以實(shí)現(xiàn)。

來(lái)源:硅谷101

原標(biāo)題:挑戰(zhàn)Neuralink,硅谷大佬爭(zhēng)相涌入的超聲腦機(jī)接口是什么?

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挑戰(zhàn)Neuralink,硅谷大佬爭(zhēng)相涌入的超聲腦機(jī)接口是什么?

腦科學(xué)與人工智能走向融合共生的未來(lái)。

文|硅谷101

在人工智能浪潮席卷全球之際,腦機(jī)接口(Brain-Machine Interface, BMI)這項(xiàng)曾僅存于科幻想象中的技術(shù),正悄然成為硅谷大佬競(jìng)相布局的熱土。OpenAI創(chuàng)始人Sam Altman低調(diào)創(chuàng)立的腦機(jī)接口公司Merge Labs,正試圖通過(guò)基因編輯與超聲波技術(shù)路徑,與馬斯克的Neuralink展開(kāi)正面競(jìng)爭(zhēng)。

2025年上半年,多家超聲腦機(jī)接口初創(chuàng)企業(yè)陸續(xù)獲得硅谷頂級(jí)投資者的青睞。與Neuralink需穿透腦膜的侵入式電極不同,超聲腦機(jī)接口借助超聲波讀取血流信號(hào),以非侵入方式解碼大腦活動(dòng),開(kāi)辟了一條全新的極富想象力的技術(shù)路線(xiàn)。

本期《硅谷101》,我們邀請(qǐng)到格式塔Gestala與腦虎的創(chuàng)始人彭雷,他的這兩家腦機(jī)接口公司分別踐行超聲與電信號(hào)兩種技術(shù)路徑。播客主理人泓君與彭雷一起聊了超聲腦機(jī)接口的原理和優(yōu)勢(shì),它的適應(yīng)癥方向與商業(yè)化前景,中美兩國(guó)在這一領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)環(huán)境的差異,以及腦科學(xué)與人工智能如何相互啟發(fā),并走向融合共生的未來(lái)。

以下是這次對(duì)話(huà)內(nèi)容的精選:

01、整體地去解讀大腦

泓君:我這次來(lái)上海的時(shí)候就在想,我要在所有的這些上海的公司里面選一家我最感興趣的公司。我覺(jué)得你們做的事情非常前沿,正好聯(lián)系到您的時(shí)候才知道,您開(kāi)始了一次新的方向的創(chuàng)業(yè),而且這個(gè)創(chuàng)業(yè)又是在整個(gè)行業(yè)的一個(gè)新的起點(diǎn)跟浪潮點(diǎn)上做的,叫超聲腦機(jī)接口。

關(guān)于腦機(jī)接口,我的第一個(gè)疑問(wèn)就是,它現(xiàn)在的缺點(diǎn)是什么?為什么你要開(kāi)始一個(gè)新的又是跟腦機(jī)接口相關(guān)的事情,但是聽(tīng)起來(lái)整個(gè)的技術(shù)方向不太一樣?

彭雷:OK,那我就講一講腦機(jī)接口這個(gè)行業(yè)它怎么演進(jìn)過(guò)來(lái)的,以及為什么我們認(rèn)為超聲腦機(jī)接口會(huì)是下一代腦機(jī)接口。其實(shí)腦機(jī)接口本身講起來(lái)不復(fù)雜,我們?nèi)四X就這860億個(gè)神經(jīng)元,它的放電決定了我們所有的認(rèn)知跟感知。像現(xiàn)在我坐在這跟您聊天,本質(zhì)上就是我的神經(jīng)元在放電,你的神經(jīng)元也在放電。腦機(jī)接口是通過(guò)“電信號(hào)”來(lái)解碼或者編碼大腦,它就需要有電極,你可以理解成非常細(xì)小的金屬絲,貼在大腦皮層表面,或者插在大腦皮層里面,來(lái)對(duì)那一部分的神經(jīng)元信號(hào)做記錄來(lái)解碼,或者對(duì)那一部分的神經(jīng)元進(jìn)行刺激來(lái)做編碼。這就是過(guò)去的傳統(tǒng)的電學(xué)腦機(jī)接口的誕生。

最早美國(guó)科學(xué)界一九七幾年就有這個(gè)腦機(jī)接口的概念了,但是把真正電極插在腦子里面,能夠記錄到電信號(hào)做解碼,或者能刺激大腦能進(jìn)行編碼,那其實(shí)在科學(xué)界已經(jīng)走了三四十年了。產(chǎn)業(yè)界是最近10年開(kāi)始出現(xiàn)了一系列的公司。Neuralink這家公司誕生到現(xiàn)在也是10年多的時(shí)間了。

為什么我做了腦虎3~4年,現(xiàn)在開(kāi)始做新的格式塔超聲腦機(jī)接口的公司,原因幾個(gè)點(diǎn)。就通過(guò)我自己在電學(xué)腦機(jī)接口的這三四年,覺(jué)得電學(xué)的刺激特征非常清晰,它有明確的解碼能力,也能對(duì)某一個(gè)區(qū)域做特別清晰的調(diào)控,能達(dá)到臨床的價(jià)值,這是確定性的,沒(méi)有問(wèn)題。但我有一個(gè)比較長(zhǎng)期的假設(shè)是,我認(rèn)為大腦其實(shí)遠(yuǎn)比我們想象的要復(fù)雜,這860億個(gè)神經(jīng)元信號(hào)的解碼,一定不是說(shuō)我記錄了左邊一點(diǎn)點(diǎn),右邊一點(diǎn)點(diǎn),后面一點(diǎn)點(diǎn),然后拼到一起,就能對(duì)大腦作為整體的解碼。我認(rèn)為大腦有更復(fù)雜,更高一層的能力,我們可能都還沒(méi)有意識(shí)到,也還沒(méi)有解讀的能力。

泓君:所以我們需要解讀整個(gè)大腦,而不是大腦的某一個(gè)區(qū)域。

彭雷:解讀某個(gè)部分也一定是有價(jià)值的。比方說(shuō)醫(yī)學(xué)上有些病,就是這個(gè)區(qū)域的,那我對(duì)這個(gè)區(qū)域進(jìn)行“讀”或“寫(xiě)”,就能治好。就像帕金森的腦深部電刺激(DBS)治療中,我只要刺激一個(gè)清晰的STN(丘腦底核)核團(tuán),他手立刻不抖了。

但是這種局部的讀寫(xiě),我覺(jué)得不能達(dá)到我希望做腦機(jī)接口的一些終極目的。我想知道人的大腦到底怎么工作的?為什么我會(huì)有思維意識(shí)、記憶、情感?為什么我有主觀(guān)感受跟客觀(guān)感覺(jué)?為什么人跟動(dòng)物之間有區(qū)別,為什么人跟人之間認(rèn)知和思維意識(shí)形態(tài)上也有區(qū)別?而要解開(kāi)這些問(wèn)題,一定得把大腦看成一個(gè)復(fù)雜的整體,更有可能找到一些終極答案。

這是我做了四年電學(xué)腦機(jī)接口之后,做超聲的一個(gè)最重要的原因,這也是為什么我這家新公司的名字取作叫格式塔。格式塔(音譯自德語(yǔ)Gestalt,指具有不同部分分離特性的有機(jī)整體)是大概1910年在德國(guó)的心理學(xué)家提出的一個(gè)心理學(xué)概念,概括起來(lái)一句話(huà),“整體大于局部之和”。我認(rèn)為大腦一定是一個(gè)整體大于局部之和的東西。哪怕我把大腦皮層所有都插滿(mǎn)了Neuralink的電極,它可能只是我局部的疊加,不是整體大腦應(yīng)該有的信號(hào)。

圖片來(lái)源:neuralink.com

泓君:我相信科學(xué)家他們?cè)谘芯看竽X的時(shí)候,他不僅僅也是想研究局部,他也是想要研究整體的。但是這個(gè)可能需要有一些基礎(chǔ)科學(xué)的突破,您看到有什么樣的一些方式,可以整體上研究大腦嗎?

彭雷:特別好的問(wèn)題。首先我覺(jué)得人對(duì)自己大腦的研究,這個(gè)跟醫(yī)學(xué)的進(jìn)步是非常相關(guān)的,特別是以醫(yī)學(xué)影像學(xué)為代表的。從倫琴發(fā)現(xiàn)X射線(xiàn)到CT到PET-CT,到MR(磁共振成像),到后面的一系列的精密的醫(yī)學(xué)成像,其實(shí)這個(gè)技術(shù)也就是從上世紀(jì)70、80年代之后,人類(lèi)可以通過(guò)非侵入的方式,在影像下比較清晰地看到自己大腦的結(jié)構(gòu),能看得見(jiàn)灰質(zhì)跟白質(zhì)的區(qū)別。

但是這些更多的是看生理上的結(jié)構(gòu),就比方說(shuō)有沒(méi)有病變,有沒(méi)有出血、有沒(méi)有腫瘤。你其實(shí)看不見(jiàn)大腦的功能性特征。大腦的功能信息,就是它的電信號(hào),或者它神經(jīng)遞質(zhì)的這些變化,在影像上面是比較難看到的。后來(lái)有了fMRI(功能核磁成像),能看到大腦怎么活動(dòng),這是人類(lèi)第一次可能?chē)L試對(duì)大腦整體進(jìn)行解碼。

對(duì)大腦整體地去做研究,并不是我發(fā)明的概念。其實(shí)在fMRI的時(shí)代就開(kāi)始有了。特別是過(guò)去10年的時(shí)間,科學(xué)界圍繞功能核磁跟情緒的關(guān)系,對(duì)精神類(lèi)疾病,比方說(shuō)抑郁、自閉等等,對(duì)大腦通過(guò)功能核磁的方向描繪了非常多的功能區(qū)的連接圖譜。

但核磁最大的問(wèn)題是它的時(shí)間分辨率很差。它看到的其實(shí)是大腦里面某個(gè)區(qū)域的血氧信號(hào)的提升,血氧信號(hào)的提升就代表了這個(gè)區(qū)域相對(duì)可能比較活躍。它是個(gè)間接信號(hào),采到這個(gè)信號(hào)到解出來(lái)可能有幾秒鐘的延遲。再加上本身血流信號(hào)、血氧信號(hào)跟電活動(dòng)的信號(hào)之間就有一個(gè)時(shí)間差,導(dǎo)致了它可以對(duì)全腦進(jìn)行成像。但是它沒(méi)有辦法對(duì)全腦的時(shí)間上的分辨率做得很高,這是核磁技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在的一個(gè)限制。

泓君:為什么時(shí)間很重要?

彭雷:大腦有860億個(gè)神經(jīng)元,860億的神經(jīng)元之間有上十萬(wàn)億的連接突觸。我們很多描述大腦功能的前提是說(shuō),比方說(shuō)你這塊腦區(qū)產(chǎn)生活躍之后,它緊接著下一個(gè)腦區(qū)形成了相應(yīng)的增強(qiáng)或者是抑制,它們之間的時(shí)序關(guān)系,其實(shí)是一個(gè)重要的對(duì)你產(chǎn)生控制的因素。你不能把大腦看成只是單點(diǎn)在工作,它是神經(jīng)環(huán)路,形成了各種交叉的網(wǎng)絡(luò),就像紅綠燈一樣的。一個(gè)城市的紅綠燈網(wǎng)絡(luò),是對(duì)整個(gè)城市的交通做精密調(diào)控的基石。如果說(shuō)你沒(méi)有時(shí)間的觀(guān)念,紅燈綠燈之間的控制時(shí)間上誤差特別大,那交通一定會(huì)亂掉的。所以說(shuō)“時(shí)序性”是大腦作為神經(jīng)環(huán)路功能體現(xiàn)的一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)。

泓君:所以我們要弄清楚大腦是怎么工作的,就需要有技術(shù)的手段去解決大腦實(shí)時(shí)的信號(hào),就是這些神經(jīng)元之間它是如何工作、如何放電的。信號(hào)的數(shù)據(jù)收集,越多越快越精準(zhǔn),就越好。

彭雷:是的,時(shí)間跟空間的分辨率同時(shí)提高。我描繪一下,比方說(shuō)30年之后的腦機(jī)可能會(huì)是什么狀態(tài)?就是說(shuō),它能夠?qū)?60億個(gè)神經(jīng)元的時(shí)間跟空間的分辨率都做到極致,空間上就是單神經(jīng)元級(jí)別每一個(gè)細(xì)胞在做什么我要知道,時(shí)間分辨率就是這個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞每10微秒做了什么我都知道。因?yàn)橐粋€(gè)神經(jīng)元可能一秒鐘會(huì)發(fā)放上百次的信號(hào),它的每個(gè)信號(hào)之間的間隔可能只有微秒級(jí)別。那如果我們能夠精確到時(shí)間上以10微秒為單位,空間上以幾十微米的神經(jīng)元尺度為單位,那我覺(jué)得這個(gè)大腦在我們面前其實(shí)就是透明的。

泓君:現(xiàn)在世界上最先進(jìn)的侵入式腦機(jī)接口技術(shù),它能夠同時(shí)掃描到多少大腦的信號(hào)?它的時(shí)間跟空間的分辨率是怎么樣的?

Neuralink植入的首位患者 圖片來(lái)源:neuralink.com

彭雷:特別好的問(wèn)題,那就講Neuralink了。馬斯克的Neuralink確實(shí)是這個(gè)領(lǐng)域里目前最領(lǐng)先的公司。去年它植入了第一個(gè)患者叫Noland,到現(xiàn)在植入了12個(gè)患者。它植入的患者都是用的1,024通道的電極,這個(gè)電極有1,024個(gè)觸點(diǎn),就意味著每個(gè)觸點(diǎn)平均能記到一到兩個(gè)神經(jīng)元信號(hào)不等。但是它并不是所有通道都能記得到,它插進(jìn)去的過(guò)程中有可能損傷,有可能有偏移,有可能記不到。

我們粗略估計(jì),Neuralink能記錄到1,000~2,000個(gè)神經(jīng)元的信號(hào),我覺(jué)得是可以的。2,000個(gè)神經(jīng)元對(duì)于860億來(lái)講,是可以忽略不計(jì)的,所以說(shuō)我說(shuō)它是一個(gè)局部的信號(hào)的解碼??臻g的角度也可以給您一個(gè)數(shù)據(jù),馬斯克的Neuralink把電極插在腦區(qū)表面的這個(gè)面積,占整個(gè)大腦表面的面積是多少?千分之1.3。整個(gè)大腦表面面積的999‰都還沒(méi)有被記錄下來(lái)。

但時(shí)間上的話(huà),電學(xué)的信號(hào)是做的比較好的,因?yàn)楝F(xiàn)在它的電極直接跟神經(jīng)元是接觸,神經(jīng)元放電,電極就能記錄了下來(lái),這個(gè)時(shí)間已經(jīng)可以做到10微秒以?xún)?nèi)。你可以理解電學(xué)腦機(jī)接口的特征,就是電信號(hào)的時(shí)間做得已經(jīng)非常接近實(shí)時(shí)了,但是它的空間覆蓋只有1.3‰,這只是表面,它只能插到表面3毫米,大腦內(nèi)部還有大量的功能區(qū),大腦有8厘米厚,你如果你要插到深腦,那要8厘米的電極,這也是馬斯克預(yù)測(cè)他明年要做的。

泓君:馬斯克說(shuō)他2028年要把電極做到2.5萬(wàn)個(gè)電極通路。

彭雷:這點(diǎn)上我不擔(dān)心,電學(xué)腦機(jī)接口行業(yè)里面有一個(gè)概念叫“摩爾定律”,基本上每18個(gè)月,我們能夠插在腦子的電極數(shù)翻一倍。但他是一個(gè)設(shè)備,還是幾個(gè)設(shè)備植進(jìn)去?這個(gè)不一定,它可能是個(gè)組合?,F(xiàn)在的電極只能插在腦子3~5毫米,他們確實(shí)計(jì)劃在做下一代的電極,可以通過(guò)大腦插到深腦核團(tuán),大概能夠插6~7厘米的這種電極,但現(xiàn)在還沒(méi)做出來(lái)。

泓君:現(xiàn)在腦虎可以做多少個(gè)電極數(shù)?

彭雷:現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的不光是腦虎,包括在上海北京的幾家的公司,大家的數(shù)量都在64~256不等,差不多一年半翻一番。

泓君:嗯,看起來(lái)跟Neuralink差距差不多是三年。

彭雷:所以說(shuō)我們?cè)诤芏鄨?chǎng)合里面講過(guò),Neuralink這個(gè)技術(shù)路線(xiàn),腦虎也好,其他幾家公司也好,我們大家都在一個(gè)方向上。這個(gè)方向是對(duì)的,有價(jià)值,也有摩爾定律,也能看得見(jiàn),跟馬斯克的差距三年左右,而且也能夠看得到差距在逐步縮小的這么一個(gè)趨勢(shì)。所以我覺(jué)得中國(guó)我們這些腦機(jī)接口的公司,在過(guò)去四年還是做了非常多顛覆性的工作,產(chǎn)生了不錯(cuò)的成果的。

泓君:是的,2.5萬(wàn)個(gè)電極數(shù)跟大腦的860億神經(jīng)元差距還是很大的。然后我們剛剛看到以傳統(tǒng)的方式做侵入式的腦機(jī)接口,它的優(yōu)勢(shì)是時(shí)間信號(hào)的同步性,那超聲腦機(jī)接口呢?

彭雷:這就講到了我成立格式塔這家公司的原因,我為什么覺(jué)得超聲可能是下一代腦機(jī)接口一個(gè)最重要的技術(shù)路線(xiàn)之一。目前來(lái)看,最有可能的原因就是,它提供了一個(gè)對(duì)全腦實(shí)現(xiàn)時(shí)間跟空間分辨率都比較高的、成像跟調(diào)控閉環(huán)能力的這么一個(gè)平臺(tái)。

這里面展開(kāi)講一下,比方說(shuō)大家體檢都做過(guò)B超,孕檢也是,都是超聲。超聲成像用于臨床上已經(jīng)有幾十年的時(shí)間了,非常安全,沒(méi)有放射性,不像CT跟X光是有輻射的。它的信號(hào)圖像,第一是有噪音的,第二分辨率并不是那么高,這是過(guò)去用于診斷型超聲的一些特點(diǎn)。

超聲用于腦機(jī)接口,好處第一就是它的成像的范圍可以放大到全腦,我們做過(guò)測(cè)算,比方說(shuō)以Neuralink同等大小的這么一個(gè)設(shè)備,作為一個(gè)探頭的話(huà),放在這個(gè)位置,也就是從電學(xué)腦機(jī)接口換成超聲腦機(jī)接口,它對(duì)腦區(qū)的覆蓋范圍是什么區(qū)別?Neuralink是插進(jìn)去整個(gè)大腦皮層的1.3‰,而超聲腦機(jī)接口放在同樣的位置可以對(duì)整個(gè)大腦體積的25%成像。

圖片來(lái)源:sanmai.tech

泓君:什么設(shè)備,戴在什么位置?

彭雷:一個(gè)頭盔,超聲腦機(jī)接口的一個(gè)探頭,放在大腦顱骨位置。假設(shè)跟Neuralink一樣的位置。Neuralink把這里的頭皮掀開(kāi),把骨頭拿走,放一個(gè)硬幣大小的設(shè)備在這里,對(duì)吧?那假設(shè)我們把超聲也做到這么小了,放在同樣的位置,我能監(jiān)控的大腦區(qū)域的體積是25%,這是個(gè)空間上的區(qū)別。

時(shí)間上,現(xiàn)在我們還做不到像電學(xué)那么高的時(shí)效性,但這個(gè)時(shí)效性也可以比f(wàn)MRI(功能核磁成像)要好很多了。功能核磁這個(gè)信號(hào)延遲,可能大幾秒鐘,甚至10秒鐘都有可能。但是超聲可以把血流信號(hào)的成像時(shí)間,基本上做到1.5秒,或者是0.5秒。而且能看到的血流信號(hào)本身其實(shí)在超聲下是沒(méi)有什么延遲的,基本上是實(shí)時(shí)的。

泓君:相當(dāng)于它監(jiān)控的,從“電信號(hào)”換成了“血流信號(hào)”。

彭雷:就像我們大腦在放電,它是需要周?chē)难芙o它供血的。當(dāng)這塊神經(jīng)元想放電的時(shí)候,它可能是提前,或者有些類(lèi)型的神經(jīng)元是滯后,會(huì)從周?chē)奈⑿⊙?、毛?xì)血管中形成血流的聚集。超聲對(duì)大腦的解碼不是電信號(hào)的,而是這些神經(jīng)元周?chē)奈⑿⊙芾锩娴难餍盘?hào)。

這兩個(gè)信號(hào)都是實(shí)時(shí)的,但天然有0.5秒到1.5秒的時(shí)間差,這就是電跟聲的區(qū)別。血流的信號(hào)本身是實(shí)時(shí)的,基本上是以毫秒為單位的。

02、電學(xué)v.s超聲 腦機(jī)接口優(yōu)勢(shì)比拼

泓君:我知道侵入式的腦機(jī)接口。如果你有高位截癱,你可以用這個(gè)腦機(jī)接口去控制語(yǔ)言、控制運(yùn)動(dòng)。同時(shí)也有腦機(jī)接口,在解決失明的問(wèn)題,我們之前有播客聊過(guò)一期。超聲腦機(jī)接口,它的主要功能跟作用是什么?

彭雷:不管哪種腦機(jī)接口,最終都得回到臨床上,看對(duì)什么樣的患者有什么樣的價(jià)值。電學(xué)的腦機(jī)接口,現(xiàn)在分成了“讀”、“寫(xiě)”兩個(gè)路線(xiàn)?!白x”的腦機(jī)接口更多的是做運(yùn)動(dòng)解碼跟語(yǔ)言解碼。腦虎也做到了這樣非常好的一些demo。大家針對(duì)的患者,像漸凍癥,像高危截癱,通過(guò)腦機(jī)接口,讓他通過(guò)解碼的方式,能控制鼠標(biāo),那這樣的患者就獲得了Digital Autonomy(數(shù)字自主權(quán))。這是在電學(xué)腦機(jī)接口的時(shí)候主要的適應(yīng)癥。

圖片來(lái)源:neuralink.com

彭雷:超聲一上來(lái)的適應(yīng)癥,更多是以“寫(xiě)”為主?!皩?xiě)”的話(huà),用超聲的,我們叫相控陣(Phased Array)的一個(gè)技術(shù)邏輯。相控陣大家肯定不陌生了,中國(guó)在很多軍事領(lǐng)域里面都把相控陣的雷達(dá)這個(gè)技術(shù)發(fā)揮到了非常領(lǐng)先的工程能力。相控陣用于雷達(dá)的探測(cè)跟相控陣用于超聲的刺激,其實(shí)原理上是一樣的,就是有多個(gè)陣元,這個(gè)陣元發(fā)出的超聲波的時(shí)序跟幅值前后有差異,讓它形成了在顱內(nèi)聚焦的一個(gè)焦點(diǎn)。這個(gè)焦點(diǎn)沿著你大腦一路聚焦之后,就可以對(duì)你大腦的某個(gè)位置的神經(jīng)元產(chǎn)生影響。這種影響可能是一種“機(jī)械振動(dòng)”,或者也是一種“溫聲”。這兩種效應(yīng)都可以讓神經(jīng)元被激活或者被抑制。有了這兩個(gè)能力之后,它的適應(yīng)癥針對(duì)的是一些比較特別明確的適應(yīng)癥。

第一個(gè)適應(yīng)癥,我們現(xiàn)在在研究的是慢性疼痛。疼痛這個(gè)市場(chǎng),中美是有重大區(qū)別的,美國(guó)人不抗疼,什么病都吃?xún)煽凇T诿绹?guó)的疼痛藥的濫用,包括像芬太尼,也是一個(gè)巨大的社會(huì)問(wèn)題了。在美國(guó),我們的合作伙伴已經(jīng)開(kāi)始做了一些臨床試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)對(duì)于這種長(zhǎng)期吃止痛藥的一些患者,我們用超聲波對(duì)他大腦里面的ACC腦區(qū),進(jìn)行超聲相控陣聚焦的刺激,能夠讓那塊區(qū)域的神經(jīng)元被抑制。

所謂疼痛,就是這些神經(jīng)元可能本身過(guò)于興奮,導(dǎo)致你感覺(jué)到疼。比方說(shuō)癌癥的疼痛,或帶狀皰疹的疼痛,一些外周神經(jīng)的疼痛,或者是殘肢的幻痛等等,它都會(huì)匯總到你的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。在你的大腦的這個(gè)腦區(qū)里面變成一種可調(diào)控的靶點(diǎn),基于這個(gè)靶點(diǎn)去做刺激,我們就發(fā)現(xiàn)患者在超聲治療40分鐘之后,他的疼痛感立刻就下降了 60%~70%,而且可以持續(xù)7天。

泓君:美國(guó)在止疼跟止疼藥這一塊發(fā)展得非常超前,大家通過(guò)口服藥物就能解決這個(gè)問(wèn)題。而如果用超聲腦機(jī)接口來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,可能你還要做一個(gè)開(kāi)顱手術(shù),然后把超聲裝置安上去?

彭雷:超聲腦機(jī)接口跟電學(xué)腦機(jī)接口還有一個(gè)區(qū)別,就是大家都有一個(gè)所謂的侵入式、非侵入式、半侵入式的分類(lèi)。電學(xué)有非侵入式的,比方說(shuō)帶著一個(gè)頭盔或者貼在額頭上的這種。然后有半侵入式的,就是打開(kāi)顱骨,但是不打開(kāi)硬膜,電極不插在腦子里面,貼在腦膜上的。第三種是把腦膜揭開(kāi),直接插在腦子里面的這種,就是Neuralink的路線(xiàn)。對(duì)超聲來(lái)講,有非侵入式跟半侵入式,現(xiàn)在的超聲是不用侵入式的。

泓君:“半侵入”是什么意思?

彭雷:半侵入就是可以去掉顱骨,但是不開(kāi)硬膜。大腦從結(jié)構(gòu)上來(lái)講,那個(gè)膜揭開(kāi)之后才是你的整個(gè)腦組織,它被泡在腦脊液里面。所以說(shuō)那個(gè)膜本身是一個(gè)非常重要的免疫屏障。原則層面上如果你不破那層硬腦膜的話(huà),其實(shí)你是沒(méi)有對(duì)組織產(chǎn)生直接的損傷?,F(xiàn)在超聲腦機(jī)接口的方向選擇的,第一是非侵入式,第二種是半侵入式。剛才我描述的在慢性疼痛的這個(gè)場(chǎng)景下,我們針對(duì)都是非侵入式。

泓君:它的設(shè)備是?

彭雷:有點(diǎn)像個(gè)頭盔。

泓君:戴一個(gè)頭盔,一次30到40分鐘的治療,它就可以緩解七天的疼痛?

彭雷:他躺在一個(gè)病床上,然后有一個(gè)頭架,把他頭固定在上面,可能會(huì)有一些引導(dǎo)的音樂(lè),有一些指令,大概40分鐘左右。從病床上起來(lái)之后,他的疼痛感就會(huì)被明顯地下降。

圖片來(lái)源:https://spire.us

泓君:這個(gè)聽(tīng)起來(lái)是非常容易商業(yè)化的,它的商業(yè)化的難點(diǎn)是什么?

彭雷:講到商業(yè)化就可以再展開(kāi)一下超聲腦機(jī)接口,剛才講的用到疼痛管理是第一個(gè)適應(yīng)癥,但是這個(gè)適應(yīng)癥在全球都還沒(méi)有拿證。其實(shí)這個(gè)也很簡(jiǎn)單,就因?yàn)檎麄€(gè)超聲用于大腦調(diào)控這件事情,科學(xué)界其實(shí)也就是近10年才開(kāi)始研究。包括對(duì)機(jī)理、對(duì)參數(shù)、對(duì)安全性的驗(yàn)證,現(xiàn)在FDA(美國(guó)食品和藥物管理局)也好,中國(guó)的NMPA(國(guó)家藥品監(jiān)督管理局)也好,都是屬于剛剛接受這個(gè)技術(shù)可以用于大腦。過(guò)去超聲只能用來(lái)看肚子,做B超,這叫成像,對(duì)吧?做調(diào)控的,叫超聲刀,這你肯定聽(tīng)說(shuō)過(guò)。

泓君:女生很喜歡的,醫(yī)美。

彭雷:那個(gè)叫超聲炮,相當(dāng)于把面部的法令紋打掉,它其實(shí)就是隔著你的皮膚打到下面的真皮的這一層,把一些組織相當(dāng)于灼燒了一下,那它就被收緊了,收緊之后它皮膚再生修復(fù)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生膠原蛋白,那你可能皮膚就鼓起來(lái)了,然后因?yàn)槭站o了,你皮上皺紋就變少了,這是超聲炮的原理。這種打在組織上、肉體上的超聲的這種調(diào)控,是拿過(guò)證的。但是這些東西從來(lái)沒(méi)有打過(guò)腦子,因?yàn)槌暸谝埠?,超聲刀也好,它?duì)組織是會(huì)產(chǎn)生切割。

泓君:類(lèi)似于“先摧毀你再重建”的這樣的一個(gè)感覺(jué)。

彭雷:超聲是可以做切除的,可以做“空化”的。之前有個(gè)公司不知道你有沒(méi)有關(guān)注過(guò),李嘉誠(chéng)在香港曾經(jīng)捐助了兩臺(tái)設(shè)備,做組織破碎術(shù)。針對(duì)肝癌,通過(guò)超聲可以直接把這塊癌組織打碎掉,就打成液體,等你的正常組織把它慢慢代謝掉,就實(shí)現(xiàn)了一種不用開(kāi)手術(shù),隔著肚子,就可以把里面的某塊腫瘤打碎掉的能力。這就是超聲在高強(qiáng)度下的應(yīng)用。當(dāng)?shù)队茫?dāng)組織破碎用,當(dāng)美容炮用,這都是已經(jīng)被驗(yàn)證了的,但是直接打腦組織是最近10年才開(kāi)始的,風(fēng)險(xiǎn)太大了——就是你不知道你在抑制疼痛的時(shí)候,你是不是會(huì)傷害跟抑制到你其他的腦組織,因?yàn)槲覀儺吘惯€不知道大腦是怎么運(yùn)作的。

泓君:這個(gè)拿證需要你證明什么?首先是證明你這個(gè)技術(shù)是有用的,然后證明你沒(méi)有顯著的副作用?

彭雷:這也就是醫(yī)療器械類(lèi)的設(shè)備的一個(gè)最重要的思維邏輯,它跟我們?cè)瓉?lái)做互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品不一樣,互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品恨不得我今天推出兩周一個(gè)迭代的快速迭代,但醫(yī)療產(chǎn)品它最大的一種思維邏輯就是它是以一個(gè)明確的適應(yīng)癥、一種明確的療法,在充分測(cè)試安全性跟有效性之后,來(lái)授予你一張證。而一般拿一張證,二類(lèi)器械需要3~4年的時(shí)間,三類(lèi)器械可能需要7~10年的時(shí)間。

03、超聲腦機(jī)接口的商業(yè)化前景

泓君:剛剛我們講到了超聲腦機(jī)接口,它可以去做疼痛管理,除了疼痛還有哪些方向的應(yīng)用?

彭雷:第二個(gè)適應(yīng)癥,可能是中風(fēng)后的一些康復(fù)。中風(fēng)有出血性中風(fēng)跟缺血性中風(fēng),那缺血性的腦梗它會(huì)有神經(jīng)元的批量的壞死,因?yàn)槟菈K血液供不了了。在急性期或者在恢復(fù)期的時(shí)候,有機(jī)會(huì)用超聲對(duì)它的這個(gè)區(qū)域進(jìn)行調(diào)控,可以減少神經(jīng)元死亡的數(shù)量。

第三個(gè)方向是阿爾茨海默(AD),這是個(gè)巨大的市場(chǎng)。醫(yī)藥界在阿爾茨海默里面的研發(fā)投入,我估計(jì)1,000億美金都有了,現(xiàn)在都沒(méi)有一款特別有效的普適的藥物,對(duì)AD的成因以及調(diào)控方法其實(shí)還沒(méi)有非常確信的東西。但是超聲給了一個(gè)思路,因?yàn)槌暠旧硎怯袡C(jī)會(huì)通過(guò)無(wú)創(chuàng)的、非侵入的方式,加快對(duì)Tau蛋白、Aβ蛋白的沉積的代謝。包括提高小膠質(zhì)細(xì)胞的代謝能力,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)沉積的代謝的提升,這是在科學(xué)界做過(guò)一些嘗試。

超聲也有機(jī)會(huì)打開(kāi)血腦屏障。因?yàn)槲覀兇竽X的血管跟組織之間的血管,跟身體的其他組織不一樣。我們身上其他的血管,藥物是可以透過(guò)血管壁的。但大腦的血管,藥物是過(guò)不去的,它是我們自然進(jìn)化出來(lái)對(duì)大腦一種保護(hù)能力。但超聲可以把局部的血管的血腦屏障打開(kāi),那一些針對(duì)阿爾茨海默的藥,就可以通過(guò)這種血管進(jìn)到直接組織。

還有特別有意思的點(diǎn),還沒(méi)在人身上試過(guò),但是我們?cè)囘^(guò)在動(dòng)物身上直接打海馬體。海馬體是人類(lèi)記憶的中樞,阿爾茨海默患者到后期,海馬會(huì)急劇的萎縮。通過(guò)超聲直接打海馬,能夠看到那塊區(qū)域的代謝在加強(qiáng),神經(jīng)元的活性在提升,甚至打出了Neuroregeneration(神經(jīng)再生性)。通常神經(jīng)元死亡是不可恢復(fù)的,從過(guò)去的研究上面來(lái)看,只有海馬體有一部分神經(jīng)元具備可再生的能力。而對(duì)于阿爾茨海默的患者,他的這種再生能力也變得很弱,但是超聲的調(diào)控有可能讓他這部分加強(qiáng)。

第四個(gè)適應(yīng)癥,我也很感興趣的市場(chǎng)是睡眠。我看我周?chē)芏嗯笥颜f(shuō),這個(gè)是他最需要的事情。

泓君:我覺(jué)得很多人都有睡眠困擾,它是現(xiàn)代人壓力大的一個(gè)普遍的問(wèn)題。

彭雷:現(xiàn)在我們?cè)谂R床上做了一些早期的實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)睡眠中樞的刺激,能夠讓那種常年失眠的人,大量吃安眠藥的人,能夠在醫(yī)院做超聲治療的時(shí)候,在病床上就睡著。當(dāng)然這個(gè)事情可能還需要去泛化一下,是不是對(duì)所有人都是安全跟有效的,包括每個(gè)人調(diào)控的靶點(diǎn),可能都還不一樣。但是如果能夠找到一套對(duì)不同人群都有效的入睡的方法,那這個(gè)其實(shí)也是一個(gè)巨大的市場(chǎng)。

再往后的適應(yīng)癥,可能是一些精神類(lèi)疾病,比方說(shuō)嚴(yán)重的抑郁癥,像自閉癥,像多動(dòng)癥(ADHD),包括一些強(qiáng)迫癥(OCD),一些成癮,包括毒癮。其實(shí)大部分的精神類(lèi)疾病,都沒(méi)有器質(zhì)性的這種結(jié)構(gòu)上的變化,本質(zhì)上其實(shí)就是電信號(hào)的異常,某個(gè)區(qū)域異?;钴S,或者某個(gè)區(qū)域異常的不活躍。包括像癲癇,其實(shí)就是他大腦的放電一下子短路了,所以人就躺在那,完全失去意識(shí)了,本質(zhì)上就是大腦的一個(gè)電學(xué)風(fēng)暴。所以說(shuō)這種信號(hào)上的異常的精神類(lèi)疾病,也是超聲腦接口未來(lái)非常重要的應(yīng)用場(chǎng)景。

圖片來(lái)源:nudge.com

泓君:基本上把現(xiàn)在人類(lèi)與大腦相關(guān)的幾大“騎士疾病”囊括進(jìn)來(lái)了。你剛剛講的這幾類(lèi)場(chǎng)景,比如說(shuō)疼痛管理、缺血性中風(fēng)、阿爾茨海默、還有抑郁癥、睡眠——這五大場(chǎng)景,分別有哪些公司或者是科研機(jī)構(gòu),他們已經(jīng)有了一些臨床上的研究,能夠證明這條路已經(jīng)跑通了。剛剛您講的時(shí)候是有很多的例子的,這些例子的來(lái)源是哪里?

彭雷:對(duì),特別好的一個(gè)問(wèn)題。超聲用于大腦的調(diào)控是最近10年,我剛剛講了這五六個(gè)方向,其實(shí)國(guó)內(nèi)的話(huà)起步稍微晚一點(diǎn),包括我們自己在國(guó)內(nèi),格式塔剛剛開(kāi)始做一些臨床性的研究。美國(guó)做得最早,歐洲也有一些機(jī)構(gòu)。像加拿大的機(jī)構(gòu),跟在美國(guó)的幾所大學(xué)、研究所里面相關(guān)的實(shí)驗(yàn),在三四年前就在做了。但還好,整個(gè)這個(gè)領(lǐng)域里面中美之間的差距并不是那么大。

為什么我說(shuō)我對(duì)格式塔在做中國(guó)超聲腦機(jī)這件事情有足夠的信心。原因是中國(guó)有幾個(gè)天然的優(yōu)勢(shì),一個(gè)是我們患者人群多,任何一個(gè)適應(yīng)癥,我們都是西方跟歐洲的任何一家國(guó)家的10倍或者20倍做臨床實(shí)驗(yàn)。第二,我們的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)相對(duì)還是更自由一點(diǎn),特別是歐洲,做非人靈長(zhǎng)類(lèi)的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)要難一些了。中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域里面可以快速地把這些有效性跟安全性的驗(yàn)證數(shù)據(jù)拿到,甚至比西方更快地去拿到醫(yī)療器械許可證。

04、硅谷大佬隱秘布局超聲腦機(jī)接口

泓君:超聲腦機(jī)接口現(xiàn)在有哪些比較典型的公司嗎?我看最近Sam Altman,還不是說(shuō)投資,他成了一家腦機(jī)接口公司叫做Merge Labs的聯(lián)合創(chuàng)始人。他們正在跟OpenAI談一個(gè),看消息放出來(lái)是2.5億美元的融資。他可能不僅僅是用超聲的方式,還是一種基因療法去改造神經(jīng)細(xì)胞,加上超聲。

彭雷:這也是我啟動(dòng)格式塔的一個(gè)原因,就是我看到了在超聲這個(gè)領(lǐng)域,美國(guó)并沒(méi)有比我們領(lǐng)先多少,中美的差距其實(shí)更小。美國(guó)大概有四家公司比較重要的拿到了錢(qián)的公司。

最早的一家是Spire,這個(gè)是在猶他大學(xué)的一家公司,也是陳天橋投資的。我新創(chuàng)辦的格式塔,也是陳天橋跟我聯(lián)合創(chuàng)立的。所以說(shuō),天橋在這個(gè)領(lǐng)域里,是非常重要的一個(gè)股東。

第二家公司叫Nudge。Nudge的團(tuán)隊(duì)里面有將近十個(gè)人,都是從Neuralink出來(lái)的。然后這家公司在兩個(gè)月之前,融了1億美金的A輪。這個(gè)A輪的投資人叫Thrive Capital,是OpenAI的最主要的投資者之一。

泓君:硅谷非常活躍的一家大資本,出手基本上都是幾個(gè)億的這種,它有一點(diǎn)點(diǎn)偏PE級(jí)。

彭雷:是的,這家基金其實(shí)非常之敏感,因?yàn)樗倪@個(gè)Founder,叫Joshua Kushner。他是伊萬(wàn)卡老公的弟弟,跟整個(gè)政策的核心決策權(quán)是非常近的。另外Nudge的CEO,叫Fred,他也是Coinbase原來(lái)的創(chuàng)始人CEO。所以別人跟我聊天特別有意思,說(shuō)為什么做比特幣、做Crypto的人,會(huì)來(lái)做超聲腦機(jī)?我說(shuō)挺好啊,說(shuō)明這些WEB3.0的人,想投資一下WEB4.0,哈哈。

泓君:這個(gè)Nudge它是做什么的?我看它是低強(qiáng)度的超聲頭盔,也是指非侵入式的。

彭雷:對(duì),非侵入式的。他們選了一個(gè)非常細(xì)微的切口,做PTSD(創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙)。

第三家,F(xiàn)orest Neurotech,加州理工學(xué)院里面的一個(gè)博士后跟幾個(gè)老師成立的,這個(gè)團(tuán)隊(duì)也非常優(yōu)秀,我跟他們幾個(gè)人都聊過(guò),但他們這個(gè)機(jī)構(gòu)叫FRO(Focused Research Organization,聚焦型研究組織),它不是一個(gè)創(chuàng)業(yè)公司,有點(diǎn)像OpenAI最早定義成一個(gè)非營(yíng)利性組織一樣。這是比較符合加州理工的這些教授他們做事情的一個(gè)原則。它最主要的一個(gè)捐贈(zèng)者是Eric Schmidt,就是原Google的CEO。

圖片來(lái)源:forestneurotech.org

泓君:這家是做什么?

彭雷:是做超聲的,它的超聲就是做半侵入式的超聲了,需要把顱骨打開(kāi)。功能上,他們做失眠,也嘗試做一些意識(shí)障礙人群的喚醒,像植物人的喚醒之類(lèi)的。邏輯都是一樣的,只是你刺激不同的位置,就針對(duì)不同的病。這幾家公司每家都有第一個(gè)入手的適應(yīng)癥,大家也都不太一樣。

第四家,Sanmai,這家公司的投資人是Reid Hoffman,就是Linkedin的創(chuàng)始人,也是硅谷一個(gè)大佬。Reid Hoffma投這家公司,大概就是三個(gè)月之前的事情。

最新的一家就是Merge Labs,Sam Altman成立。我覺(jué)得這很好理解。Sam跟Elon之間的沖突,已經(jīng)是AI行業(yè)的一段佳話(huà)了,對(duì)吧?他們已經(jīng)罵成這樣了,所以說(shuō)Sam也一直想在腦機(jī)這個(gè)領(lǐng)域里面進(jìn)行布局,他成立了Merge Labs的時(shí)候,就一定會(huì)選擇跟Neuralink選擇不一樣的技術(shù)路線(xiàn)。

為什么是AI公司來(lái)投?這就回到了我在很多場(chǎng)合上講的一句話(huà),我覺(jué)得神經(jīng)科學(xué)跟人工智能是一個(gè)硬幣的兩面。人工智能的整個(gè)發(fā)展都受制于神經(jīng)科學(xué)最初對(duì)神經(jīng)元的啟發(fā),才有了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),才有了反向傳播,才有了一系列概念上的提升。而我覺(jué)得神經(jīng)科學(xué)下一次顛覆性的突破,一定也會(huì)給AI帶來(lái)重要的突破。我覺(jué)得Sam這個(gè)時(shí)候下場(chǎng)做Merge Labs的原因是來(lái)自于這里。

泓君:Merge Labs在解決什么問(wèn)題?

彭雷:Merge Labs沒(méi)有公布詳細(xì)的信息,但是它講的兩個(gè)概念,跟我們是非常一致的。首先它加了一個(gè)基因改造這方面,其實(shí)我們格式塔在今年的五六月份,最早地想到了這個(gè)概念。我5月專(zhuān)門(mén)去美國(guó)跟去年的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者David Baker聊了關(guān)于基因改造,用涉及蛋白質(zhì)的方式來(lái)做一些提升。

我覺(jué)得這里面有個(gè)基本的假設(shè),如果我們相信人腦以后跟AI,可以完全高通量地打通,甚至出現(xiàn)像《黑客帝國(guó)》那種能夠?qū)⒆约旱囊庾R(shí)在數(shù)字空間里面完全連接起來(lái),這一定是我們終極的目標(biāo)。但做到這一步的前提,我相信我們的大腦本身是要做改造的。

我們認(rèn)為用基因療法對(duì)大腦做一定程度的改造是必要的,這樣能讓大腦真正地,跟超聲也好,跟未來(lái),whatever什么樣的腦機(jī)技術(shù)也好,更好地融合。

這個(gè)回頭一想我覺(jué)得其實(shí)非常貼切,大家都還記得我們看黑客帝國(guó)的時(shí)候,墨菲斯給了尼奧兩顆藥丸,一個(gè)紅色的藥丸,一個(gè)藍(lán)色的藥丸,你選擇吃哪顆?你可能從那個(gè)幻覺(jué)中,可以想象過(guò)來(lái)。當(dāng)時(shí)我們覺(jué)得那只是電影表達(dá)的一種意象,回頭來(lái)看它可能就是一種基因改造的藥物,讓你大腦進(jìn)入了某種突變跟變化之后,你才能跟Matrix連起來(lái)。

泓君:哇,還有這層解讀!

彭雷:這是我自己想的,我不知道,但我非常喜歡這個(gè)概念。我覺(jué)得就基本假設(shè),就是如果人腦跟 AI 要完全連起,那人腦本身要被改造。我在這個(gè)假設(shè)層面上跟Sam判斷是一樣的,這也是我們一定會(huì)探索的事情。

圖片來(lái)源:電影《黑客帝國(guó)》

泓君:剛剛我們聊到的時(shí)候,你著重講了非侵入式的超聲腦機(jī)接口,那我們?yōu)槭裁催€需要半侵入或者侵入式的超聲腦機(jī)接口呢?

彭雷:這里面有個(gè)非常重要的邏輯,就是顱骨。超聲波在大腦內(nèi),不管是“讀”還是“寫(xiě)”,最大的一個(gè)障礙就是骨頭,沒(méi)有之一。骨頭會(huì)讓超聲波出現(xiàn)散射,而且這種散射是不規(guī)律的,因?yàn)槊總€(gè)人的顱骨的厚度、顱骨里面的空腔大小,都不太一樣,從算法的角度來(lái)講非常復(fù)雜。所以做調(diào)控的時(shí)候,隔著顱骨打進(jìn)去,就做不到特別精巧的聚焦。去掉顱骨之后,大腦在超聲面前基本上就是透明的。大腦本身也是包在腦脊液里面的,而腦組織神經(jīng)元,跟腦脊液,跟硬膜,在超聲傳遞的過(guò)程中都不會(huì)形成散射,不會(huì)有重大的信號(hào)的偏離。

所以我們先做非侵入式一定是對(duì)的,因?yàn)樗菀鬃呦蛏虡I(yè)化,但如果我們希望實(shí)現(xiàn)剛才講的那種終極狀態(tài),更高帶寬地人腦跟AI做連接,那我們一定會(huì)想辦法繞開(kāi)顱骨。

現(xiàn)在大家覺(jué)得侵入式很可怕,但我自己在手術(shù)室里面跟著病人做了好幾次手術(shù)之后,覺(jué)得也沒(méi)有想象的那么可怕。

泓君:為什么?

彭雷:我們總覺(jué)得好像把顱骨打開(kāi)是一件非??植赖氖虑?,但是在外科醫(yī)生的角度來(lái)講,這跟做一個(gè)美容去隆個(gè)鼻子,沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。

泓君:只要不傷害到腦脊液,腦膜的那部分就是可以的?

彭雷:都是把皮膚切開(kāi),都是把骨頭墊高或去掉。那如果我們都能接受去隆個(gè)鼻子、削個(gè)下巴,已經(jīng)做了這么多例了,我們?yōu)槭裁床荒芙邮芟乱淮哪X機(jī)接口可以換掉你一塊頭骨呢?這個(gè)我覺(jué)得是完全可以接受的,因?yàn)椴黄朴材?。但Neuralink不行,Neuralink必須得把硬膜破開(kāi),電極插進(jìn)去,那個(gè)會(huì)對(duì)安全性跟免疫性有更高的要求。

我們不認(rèn)為超聲需要破硬膜。因?yàn)樵诔暤拿媲?,那個(gè)膜跟那個(gè)水是透明的,我隔著膜就能探測(cè)到里面的血流信號(hào),我不需要把膜掀開(kāi)了,這是最大的一個(gè)區(qū)別。所以它帶來(lái)了一個(gè)非常我們覺(jué)得很好的一個(gè)天花板的空間,就是我甚至之前描述過(guò)一個(gè)概念,可能以后的終極狀態(tài)是,我們會(huì)把現(xiàn)在這種顱骨換成一塊“數(shù)字顱骨”(Digital Skull)。

泓君:你剛剛在說(shuō)這個(gè)的時(shí)候,我就在想,因?yàn)橐粔K超聲掃25%,我搞四塊,整個(gè)大腦就掃描上去了。

彭雷:是的,這就是我們覺(jué)得超聲的下一代。從“非侵入式”到“半侵入式”會(huì)怎么樣?超聲的半侵入式,在我想象中就是一塊數(shù)字顱骨,可能左邊、右邊各一塊。換掉之后,從外觀(guān)上來(lái)講,你跟正常人沒(méi)有任何區(qū)別,頭皮會(huì)縫合,頭發(fā)還能長(zhǎng)出來(lái)。數(shù)字顱骨的強(qiáng)度,也能夠滿(mǎn)足要求。但是它帶來(lái)的想象空間,就是你的全腦都可以被讀寫(xiě),再配合上基因改造的方式,那可能真的就是終極狀態(tài)人腦跟AI融合共生的那個(gè)時(shí)代需要的東西。當(dāng)然這一步可能還有點(diǎn)遠(yuǎn)了,需要5~8年的時(shí)間,但至少我覺(jué)得這個(gè)方向是確定的。

05、頂尖AI科學(xué)家,如何從生命科學(xué)角度看AI

泓君:剛剛聽(tīng)到這個(gè)的時(shí)候,我在想有沒(méi)有可能未來(lái)我們整個(gè)AI的大的突破是通過(guò)腦科學(xué)的突破帶來(lái)的?因?yàn)楸热缯f(shuō)我們現(xiàn)在整個(gè)AI電路數(shù)可能跟我們的腦子里面的有一些電路數(shù),它是差不多的。但是從能源功耗、聰明程度,完全不一樣的。

彭雷:這也是我為什么做了四年腦機(jī),繼續(xù)在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域里面去投入未來(lái)時(shí)間的原因。就是我說(shuō),人工智能跟神經(jīng)科學(xué)是個(gè)硬幣的兩面,他們相互促進(jìn)了過(guò)去20年,而且我認(rèn)為下一代的人工智能,它也會(huì)必定要去解決的幾個(gè)問(wèn)題,就是用這種硅基的基礎(chǔ)來(lái)做計(jì)算,跟有沒(méi)有可能有朝一日基于別的計(jì)算架構(gòu),比方說(shuō)類(lèi)腦芯片。當(dāng)然還是硅基的,但它架構(gòu)不是馮諾依曼的架構(gòu)了,它是存算一體的。它可能功耗就比現(xiàn)在的這種馮諾依曼架構(gòu)、GPU的架構(gòu)的功耗明顯的提升。

我在很多場(chǎng)合做過(guò)人腦跟AI的指標(biāo)上的對(duì)比,我們現(xiàn)在如果拿一塊英偉達(dá)H200 GPU,晶體管數(shù)量接近人腦神經(jīng)元數(shù)量,但功耗高達(dá)上千甚至上萬(wàn)瓦,而人腦僅需25瓦。還有很大的一個(gè)區(qū)別就是這邊是馮諾依曼架構(gòu),這邊是存算一體的結(jié)構(gòu),計(jì)算跟存儲(chǔ)是分不開(kāi)的。

泓君:馮諾依曼架構(gòu),是什么架構(gòu)?

彭雷:幾乎現(xiàn)在常用計(jì)算的演進(jìn)都是馮諾依曼架構(gòu),它屬于“存算分離”。而我們大腦“存算一體”,這是很重要的一點(diǎn)。我們現(xiàn)在AI的計(jì)算的硬件,跟軟件是可以分開(kāi)的,DeepSeek能跑在英偉達(dá)上,也能夠跑在華為上。但我們?nèi)四X的硬件、軟件是不可分開(kāi)的。所以說(shuō),人腦不被定義成“硬件”或“軟件”,它叫“Wetware”濕件,它硬件跟軟件是合在一起的,這是生物計(jì)算跟傳統(tǒng)硅基計(jì)算不一樣的地方。

還有很重要一點(diǎn),人腦是有可塑性的,就是人的神經(jīng)元每天都在實(shí)時(shí)地產(chǎn)生變化。比方說(shuō)今天我們聊完兩個(gè)小時(shí)下來(lái)之后,你的大腦已經(jīng)被我永久的改變了,因?yàn)槟阌涀×宋艺f(shuō)的某些概念,形成了某些觀(guān)念跟認(rèn)知,這些認(rèn)知是以物理方式留在了你的大腦里面,神經(jīng)元跟神經(jīng)元之間形成的某些突觸,它被強(qiáng)化了,它的放電的頻率被變高了。你可以理解為,這個(gè)神經(jīng)元的軸突跟樹(shù)突之間的連接的頻率跟強(qiáng)度,被強(qiáng)化了,是物理上可以看得見(jiàn)的。這種改變是人腦具備的,但AI的芯片燒好了就那樣,永遠(yuǎn)沒(méi)有辦法改里面的線(xiàn)。

泓君:很有意思。所以聽(tīng)完我們這期播客的同學(xué)們的大腦,也被改變了。

彭雷:是的,以后大家再遇到跟腦機(jī)接口、腦科學(xué)相關(guān)的話(huà)題,他就會(huì)想起來(lái)很多的相關(guān)聯(lián)的知識(shí)。

回到你剛才的問(wèn)題,人工智能的下一步發(fā)展會(huì)不會(huì)出現(xiàn)重大的躍遷?我相信跟神經(jīng)科學(xué)是一定不可分割的。這也是為什么你看Jeffrey Hinton,去年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者,“人工智能之父”,他其實(shí)是Neuroscience(神經(jīng)科學(xué))背景出身。得了諾獎(jiǎng)后,Jeffrey也說(shuō),他其實(shí)現(xiàn)在想回到神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域里面,再看看底層的研究。包括他最大的一個(gè)假設(shè),就是為什么神經(jīng)科學(xué)的計(jì)算里面沒(méi)有反向傳播,我們AI是完全依靠反向傳播梯度下降來(lái)做所有的模型的收斂的,而這一套在人身上是沒(méi)有的,在生物界是沒(méi)有的。

另外一個(gè),就像Demis Hassabis,AphaFold的創(chuàng)始人。他現(xiàn)在其實(shí)不光是管Deep Mind了,他其實(shí)把Google的整個(gè)人工智能的團(tuán)隊(duì)跟Deep Mind合并掉了,所以Gemini也是他在管。過(guò)去先做AlphaGo,再做AlphaFold,到現(xiàn)在做AlphaGeno,下一步他想做的是“人工智能虛擬細(xì)胞”(AIVC)。Google整個(gè)這些純科學(xué)的研究,都是Demis的團(tuán)隊(duì)在管。

泓君:人工智能虛擬細(xì)胞,這個(gè)是什么東西?

彭雷:這又是個(gè)新的概念,如果展開(kāi)講又是一集播客了,簡(jiǎn)單解釋一下吧。這是Demis最大的夢(mèng)想之一,他說(shuō)他為什么進(jìn)到人工智能領(lǐng)域,就是他希望用人工智能模擬出人體。你看他模擬蛋白質(zhì)折疊,他是預(yù)測(cè)不同的氨基酸序列折疊出來(lái)的蛋白質(zhì)形態(tài)會(huì)怎么樣,這個(gè)事情已經(jīng)做到90%以上的準(zhǔn)確率了。

但是細(xì)胞是組成人體的最小單元。他覺(jué)得如果我能夠通過(guò)AIVC的方式設(shè)計(jì)出虛擬的細(xì)胞,那我未來(lái)就可以做虛擬器官,做虛擬人體。那AI細(xì)胞當(dāng)然是終極地對(duì)碳基生命做模擬的一個(gè)過(guò)程。

對(duì)細(xì)胞本身做AI化,是有重大的商業(yè)價(jià)值的。如果我知道了這個(gè)細(xì)胞,在AI情況下對(duì)它進(jìn)行一些擾動(dòng),它會(huì)產(chǎn)生什么樣的反應(yīng),那其實(shí)就可以預(yù)測(cè)不同的藥物對(duì)細(xì)胞的效果。像現(xiàn)在很多新藥研發(fā)需要做動(dòng)物實(shí)驗(yàn),那如果有了虛擬細(xì)胞,很多藥品可能在進(jìn)到動(dòng)物實(shí)驗(yàn)之前,在AI層面上就篩掉了百分之八九十不靠譜的成分,那這種情況下效率會(huì)極大地提升。這個(gè)就是Demis自己成立的創(chuàng)業(yè)公司,叫Isomorphic Labs(同構(gòu)實(shí)驗(yàn)室),也是一上來(lái)就融了6.5億美金,他的顧問(wèn)有4個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,整個(gè)顧問(wèn)團(tuán)極其豪華。

圖片來(lái)源:isomorphiclabs.com

泓君:什么時(shí)候的事?

彭雷:就一年前吧。所以你想想,Demis真的是人生贏家,諾貝爾獎(jiǎng)也拿了,Google的高管也干了,Deep Mind也賣(mài)了,錢(qián)也賺到了,還自己創(chuàng)了個(gè)業(yè)搞了個(gè)Isomorphic,slogan是“Solve all disease”,治療所有疾病。

泓君:這個(gè)野心太大了。

彭雷:只有Demis這種人敢去做這種事情。所以你看,這就是AI科學(xué)家,因?yàn)锳I拿了諾獎(jiǎng)的人,他們?cè)趺丛诳瘁t(yī)學(xué),怎么看生命科學(xué),怎么看神經(jīng)科學(xué)。在國(guó)內(nèi)很多場(chǎng)合,我都發(fā)現(xiàn)大家看AI,還是看純AI、看互聯(lián)網(wǎng)、看硬件的這個(gè)邏輯。但是在美國(guó)這些最頂級(jí)的AI科學(xué)家,他們是從生命科學(xué)的角度在看AI。

這一點(diǎn)上,我在國(guó)內(nèi)很多場(chǎng)合都呼吁大家要更多地看回我們自身。人類(lèi)被進(jìn)化了200萬(wàn)年成為現(xiàn)在這個(gè)樣子,生物學(xué)上有太多我們還沒(méi)找到的答案,這些答案,對(duì)我們自身了解自己、改善自己,對(duì)延長(zhǎng)人類(lèi)壽命,對(duì)AI的下一代的研發(fā)都是有重大的突破的,但這方面的投入其實(shí)還是比較少的。

泓君:因?yàn)槟惚容^了解人腦的構(gòu)造,就是人腦它有很多的功能分區(qū),可能有一些功能分區(qū)是掌管記憶,有一些是掌管語(yǔ)言,有一些是掌管行動(dòng)的。我們看到現(xiàn)在所謂的大語(yǔ)言模型,它還是在用語(yǔ)言做交互,所以我不知道現(xiàn)在我們?cè)谔岬竭@個(gè)大模型的時(shí)候,它的語(yǔ)言跟人腦掌管語(yǔ)言有什么區(qū)別跟共通之處?大腦還有什么樣的空間沒(méi)有被AI用到?但是未來(lái)可能可以幫助到AI的?

彭雷:對(duì),這是非常好的一個(gè)問(wèn)題,首先它目前是沒(méi)有答案的。為什么大語(yǔ)言模型從Transformer論文出現(xiàn)到現(xiàn)在ChatGPT-5這幾年,有這么快的發(fā)展,是因?yàn)橛袔讉€(gè)重要的假設(shè)。過(guò)去我們?nèi)祟?lèi)的絕大部分知識(shí)是用語(yǔ)言來(lái)承載的,語(yǔ)言是人類(lèi)對(duì)文明或者是我們知識(shí)累積的一種最高抽象的描述。

然后再隨著人工智能對(duì)這種便利全球的數(shù)據(jù)的訓(xùn)練,再用Transformer的架構(gòu),再用Attention的機(jī)制,它涌現(xiàn)了我們現(xiàn)在看到的大語(yǔ)言模型。然后我們通過(guò)它的Scaling Law(規(guī)?;▌t),對(duì)參數(shù)集、對(duì)GPU、對(duì)訓(xùn)練集、對(duì)強(qiáng)化模型、對(duì)合成數(shù)據(jù)的方式……能看到它走向AGI(通用人工智能)的這個(gè)路徑,這一切都建立在語(yǔ)言的基礎(chǔ)之上的。

但這里面有幾個(gè)問(wèn)題,第一,語(yǔ)言最大的一個(gè)問(wèn)題是它信息濃度很高,每個(gè)詞的描述是精確的。但世界模型——有別于語(yǔ)言模型的下一代——最大的問(wèn)題是它的模態(tài)不是可精確描述的。這也是為什么像李飛飛他只搞了一個(gè)World Labs,來(lái)做世界模型。

我們作為一個(gè)個(gè)體,在這個(gè)世界上跟物理世界發(fā)生互動(dòng),我把這個(gè)門(mén)怎么打開(kāi)?我把這個(gè)手機(jī)怎么舉起來(lái)?這里面涉及到物理,涉及到化學(xué),涉及到很多先驗(yàn)的知識(shí),這些知識(shí)它不是被結(jié)構(gòu)化的、高濃度的語(yǔ)言所描述的。

所以有人問(wèn)我ChatGPT會(huì)不會(huì)產(chǎn)生意識(shí)?我覺(jué)得現(xiàn)在肯定不會(huì)。它要產(chǎn)生意識(shí),有個(gè)必經(jīng)之路就是要讓它具備跟物理世界發(fā)生互動(dòng)的能力。所以說(shuō)AI需要跟具身智能結(jié)合,這個(gè)具身智能在這個(gè)物理世界里面去摸爬滾打、去走、去受獎(jiǎng)勵(lì)、受懲罰,它對(duì)主觀(guān)跟客觀(guān)有感受了,才會(huì)有意識(shí)。因?yàn)閺纳窠?jīng)科學(xué)的角度來(lái)講,意識(shí)的定義就是我對(duì)物質(zhì)世界(或者物理世界)產(chǎn)生感知跟認(rèn)知的反饋的這個(gè)過(guò)程中,才有了意識(shí)。

如果只停留在H200上面,我覺(jué)得它是不會(huì)產(chǎn)生意識(shí)的,但它如果被賦予了具身智能的身體,那我覺(jué)得就有可能。所以說(shuō)我覺(jué)得人工智能、具身智能跟腦機(jī)接口這三個(gè)事情,遲早地會(huì)交叉在一起。

06、價(jià)值脫鉤,生物醫(yī)藥投資的價(jià)值洼地

泓君:您之前創(chuàng)建的腦虎科技,也是在一例一例地收病人,這種收病人在我理解中更多還是做研究,做臨床試驗(yàn)的角度,現(xiàn)在可能也不能馬上去做商業(yè)化。所以這一類(lèi)公司的創(chuàng)業(yè),如果大家要去準(zhǔn)備一個(gè)儲(chǔ)備資金,你覺(jué)得要儲(chǔ)備多久的資金?商業(yè)化會(huì)是創(chuàng)業(yè)者面臨的一個(gè)特別大的壓力嗎?

彭雷:在生命科學(xué)領(lǐng)域里面創(chuàng)業(yè),確實(shí)要有一個(gè)長(zhǎng)期的基本的判斷。就像我剛剛說(shuō)的,過(guò)去互聯(lián)網(wǎng)我們恨不得兩周一迭代一個(gè)版本。但你做藥也好,做器械也好,你得做好至少5年、7年的一個(gè)判斷。

在美國(guó)做一個(gè)三類(lèi)有源植入的醫(yī)療器械,平均需要10億美金、10年時(shí)間。在中國(guó)做電學(xué)腦機(jī)接口的幾家公司,大概都是奔著7億左右的資金儲(chǔ)備、7年左右拿證的時(shí)間來(lái)的。

泓君:這樣看下來(lái),中國(guó)的創(chuàng)業(yè)要比美國(guó)便宜很多。那這樣是不是反向的,比如說(shuō)美國(guó)投資者投資中國(guó)的創(chuàng)業(yè)者,看起來(lái)是一個(gè)更容易實(shí)現(xiàn)商業(yè)回報(bào)的過(guò)程。

彭雷:完全同意,中美在現(xiàn)在這個(gè)地緣政治的環(huán)境之下,對(duì)于硬科技公司,兩邊之間的估值模型已經(jīng)完全脫鉤了。就像國(guó)內(nèi)的做電學(xué)腦機(jī)接口的公司,大家平均估值3億美金,Neuralink則是120億美金。我們這邊做GPU的寒武紀(jì)6,000億人民幣,那邊英偉達(dá)3萬(wàn)億美金??梢钥吹街忻涝诳萍碱I(lǐng)域上,如果說(shuō)過(guò)去5年前、10年前,我們大家還會(huì)有些參照物,比方說(shuō)阿里跟亞馬遜的估值,愛(ài)奇藝跟Netflix的估值還有些可比性的話(huà),現(xiàn)在在硬科技領(lǐng)域,已經(jīng)是各估各的了,中間已經(jīng)沒(méi)有一個(gè)橫向的邏輯了。

所以說(shuō)假設(shè)沒(méi)有地緣政治的這種脫鉤也好,或者互相之間的斷聯(lián)也好,那當(dāng)然投資中國(guó)的生物科技的公司一定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過(guò)在美國(guó)做的。我剛才講的做臨床實(shí)驗(yàn)方便,在中國(guó)做一例臨床實(shí)驗(yàn)可能幾十萬(wàn)人民幣,Neuralink在美國(guó)做一例臨床實(shí)驗(yàn)100~150萬(wàn)美金,這是個(gè)巨大的差。

泓君:一例100~150萬(wàn)美金,它主要貴在哪?

彭雷:醫(yī)院貴,醫(yī)生貴,手術(shù)貴,術(shù)后護(hù)理貴,他們的保險(xiǎn)是非常之夸張的。你看過(guò)小紅書(shū)上的那些在美國(guó)看病的,對(duì)吧,感冒進(jìn)去宰你個(gè)8,000美金算少的了,稍微輸個(gè)液就3萬(wàn)美金起了。那你算成一個(gè)開(kāi)顱手術(shù),從術(shù)前的檢測(cè)做準(zhǔn)備,到術(shù)中,到術(shù)后再做康復(fù),再來(lái)回訪(fǎng)……一個(gè)項(xiàng)目收你百萬(wàn)美金很正常。

我覺(jué)得中國(guó)生命科學(xué)的公司,我們要有耐心,雖然說(shuō)已經(jīng)各估各的了,但從商業(yè)本質(zhì)的角度來(lái)看,我們中國(guó)自身的本土優(yōu)勢(shì)、人才優(yōu)勢(shì)、供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)、臨床資源優(yōu)勢(shì)還是不可替代的。我相信這個(gè)世界它也是一個(gè)三十年河?xùn)|、三十年河西的過(guò)程,等到估值邏輯重新回歸理性的時(shí)候,中國(guó)的生命科技公司,中國(guó)的生物制藥的公司,中國(guó)的硬科學(xué)的公司,估值是有很大的提升跟修復(fù)的空間的。

泓君:對(duì),說(shuō)到這個(gè),我想到現(xiàn)在整個(gè)中國(guó)的創(chuàng)新藥這個(gè)價(jià)值洼地已經(jīng)在被美國(guó)的投資者看中了。他們已經(jīng)開(kāi)始產(chǎn)生一種NewCo的模式——就相當(dāng)于在美國(guó)你找一個(gè)銷(xiāo)售代表或者是白人CEO,但是你把研發(fā)跟臨床往中國(guó)搬,最后成功了的藥再反向去輸出美國(guó)。這個(gè)我覺(jué)得從2023年、2024年就開(kāi)始變得比較火爆了,今年應(yīng)該也是一個(gè)投資巔峰。

彭雷:我覺(jué)得創(chuàng)新藥特別明顯,就像你說(shuō)的研發(fā)跟臨床,在中國(guó)做早期的一些技術(shù)層面上,雙向地做一些許可引進(jìn)(license-in)也好,對(duì)外授權(quán)(license-out)的這種設(shè)計(jì)也好,已經(jīng)被證明了是中美之間還能夠很好合作的一個(gè)領(lǐng)域了。雖然說(shuō)中美現(xiàn)在在AI、芯片、量子方面是完全不允許投資了,互相之間都設(shè)了一些限制,但是生物制藥跟生命科學(xué)大家還是留了一點(diǎn)門(mén)的。因?yàn)榇蠹叶荚谥尾【热?,雙方還有留了一點(diǎn)默契。我覺(jué)得這個(gè)空間會(huì)有越來(lái)越多的人看到,還是能夠在中美之間去做一些協(xié)作的事情的,生命科學(xué)就是其中之一。

泓君:因?yàn)槠鋵?shí)都是跟腦機(jī)接口相關(guān)的,這個(gè)新項(xiàng)目為什么不是放在腦虎做,而是要出來(lái)重新做一家公司嗎?

彭雷:技術(shù)賽道不一樣,兩個(gè)整個(gè)方向上還是有區(qū)別,因?yàn)閯偛盼抑v了電學(xué)的,它價(jià)值是確定的, Neuralink做的病,市場(chǎng)空間是明確的,國(guó)內(nèi)的這幾家公司也都是非??斓脑谧汾s,商業(yè)路徑也比較確定。我自己的個(gè)性,比較喜歡做“從0到1”的探索,一旦方向確定了,我可能反而還沒(méi)有那么強(qiáng)的挑戰(zhàn)感。

泓君:我們剛剛在聊超聲腦機(jī)接口跟AI結(jié)合的可能性,然后我看馬斯克他們做的,他也是想用侵入式的腦機(jī)接口去控制機(jī)器人手臂的。

彭雷:這個(gè)其實(shí)一點(diǎn)也不難,就像我剛才講的,我們現(xiàn)在做電的腦機(jī)接口的公司,大家都在做的是控制鼠標(biāo),其實(shí)患者只要能控制鼠標(biāo)之后,理論上他可以控制萬(wàn)物了。只是自由度,從兩維的自由度變成三維的或者六個(gè)自由度而已。那再往下一步,如果通道數(shù)更多的話(huà),去控制一個(gè)“宇樹(shù)”或者“傅利葉”的雙足機(jī)器人,我覺(jué)得也完全沒(méi)問(wèn)題,只是自由度更多而已。

隨著記錄的神經(jīng)元越多,能夠解碼的自由度也越多,那從控制二維電腦,到三維機(jī)械臂,到更高自由度的機(jī)器人,都是完全可以看得見(jiàn)的。所以說(shuō)馬斯克當(dāng)時(shí)講的這個(gè)路線(xiàn),他預(yù)測(cè)2028年之前他能做到這些事情,我是認(rèn)的。腦虎我們也是這樣規(guī)劃的,也能做到,只是說(shuō)速度快慢,性能好不好而區(qū)別,但方向上是看得見(jiàn)的。

但他上次發(fā)布會(huì),我對(duì)他最大的一個(gè)質(zhì)疑是,他覺(jué)得到2028年,他能實(shí)現(xiàn)知識(shí)跟記憶的上傳。這一點(diǎn)上有點(diǎn)過(guò)于樂(lè)觀(guān)了,從現(xiàn)在的這種局部放電極的方式,是永遠(yuǎn)沒(méi)有辦法解碼意識(shí)的。這個(gè)話(huà)我可以放在這里,意識(shí)的這種更復(fù)雜能力,是全腦多腦區(qū)的環(huán)路的調(diào)控的結(jié)果,不是某個(gè)區(qū)域運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的解碼,也不是說(shuō)你左邊裝一個(gè),右邊裝一個(gè),視覺(jué)裝一個(gè),聽(tīng)覺(jué)裝一個(gè),深腦再插一個(gè),你就能解碼意識(shí)。意識(shí)一定不是這樣的。所以現(xiàn)在知識(shí)跟記憶的上傳,我們都不知道它要怎么去實(shí)現(xiàn),它的原理是什么樣,它用什么的方式可以實(shí)現(xiàn)。

來(lái)源:硅谷101

原標(biāo)題:挑戰(zhàn)Neuralink,硅谷大佬爭(zhēng)相涌入的超聲腦機(jī)接口是什么?

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