OpenAI投资超声波“读心”技术

拆分成立的Merge Labs公司意欲与埃隆·马斯克旗下脑机接口公司Neuralink一较高下，然而研究人员表示，该技术目前仍处于初级阶段。

脑植入设备已开始帮助重度残障人士以近乎实时的方式说话，甚至歌唱。如今，有一家公司试图绕开向大脑深部植入电极的方式，利用超声波——这种频率超出人类听觉范围的高频声波——实现“读心”，并治疗精神类疾病。

上月新成立的Merge Labs公司最初仅对其研发目标作出模糊描述，它是蓬勃发展的脑机接口市场中众多初创企业之一。而让该公司脱颖而出的，是其获得的2.52亿美元投资，投资方包括位于美国加利福尼亚州旧金山的人工智能企业OpenAI。这家初创公司被外界视作埃隆·马斯克旗下Neuralink的竞争对手，后者研发的设备可检测并调控大脑的电活动，目前已进入人体试验阶段。

《自然》杂志就此采访了相关研究人员，探寻Merge Labs的研发团队背景，并求证该公司的技术路线是否具备坚实的科学基础。

merge labs公司究竟是什么来头？_

这家营利性公司自称是一家研究实验室，而非追求快速投资回报的企业，其前身是位于美国加利福尼亚州洛杉矶的非营利性研究机构森林神经科技公司。

Merge Labs的联合创始人包括三名科研人员：森林神经科技公司的首席科学官泰森·阿弗拉洛、首席执行官萨姆纳·诺曼，以及帕萨迪纳市加州理工学院的脑机接口研究人员、森林神经科技公司顾问米哈伊尔·夏皮罗。其他联合创始人还有科技企业家亚历克斯·布拉尼亚、桑德罗·赫比希，以及OpenAI的首席执行官山姆·奥尔特曼。

该公司的脑机接口技术与Neuralink有何不同？

Merge Labs似乎正研发一套超声波技术，既可对大脑活动进行成像，也能对其加以调控。该技术的侵入性远低于Neuralink式的植入设备：其传感器仅需植入颅骨下方，或通过颅骨上的开窗实现工作，无需深入大脑内部。英国普利茅斯大学的神经科学家埃尔莎·弗拉格南与森林神经科技公司有合作研究，她表示，电植入设备的位置固定，仅能在电极植入区域实现信号交互，而超声波可监测大脑的大范围区域，还能刺激多个位点，这一特性或有助于治疗抑郁症这类复杂的疾病。与Neuralink相同的是，Merge Labs同样计划借助人工智能技术解析大脑活动信号。

超声波如何与大脑产生相互作用？

传统的超声成像原理与声呐类似，通过声波在人体组织上的反射，构建人体内部的影像。功能性超声技术则更为复杂：它会分析超声波遇移动物体散射后，反射波的频率和振幅变化，以此检测血细胞的运动并估算血流量。（这和功能磁共振的原理类似）。弗拉格南解释道，神经元高度活跃时，对氧气的需求会增加，这一变化会引发脑部血流量的改变，而功能性超声技术正是通过捕捉这一变化，实现对大脑活动的监测。“它会生成一幅活动影像图，大脑活跃的区域会呈现红色，无活动的区域则无明显显色。”

超声波也可用于刺激神经元：当多束超声波聚焦于同一位置时，会改变神经元周围的压力，进而调节其放电频率。Merge Labs还透露，有望将这种聚焦式超声波与一项尚处于探索阶段的技术——声遗传学相结合。声遗传学技术借助基因工程手段，使特定细胞对超声波的反应性显著增强。

 运用超声波技术存在哪些弊端？

瑞典哥德堡查尔姆斯理工大学的神经技术研究员贾科莫·瓦莱指出，尽管该技术的侵入性低于脑内植入设备，但仍需通过外科手术将传感器植入颅骨下方。此外，超声波虽能以较高的空间分辨率（约0.2毫米）捕捉大脑活动信号，但其检测速度相对较慢——因为血流量只是反映大脑活动的间接指标，存在一定的延迟。

伦敦帝国理工学院的神经信息学家、脑机接口公司Cogitat联合创始人季米特里奥斯·阿达莫斯表示：“如果研发目标是打造交互式脑机接口，让系统的响应速度足够快，能精准捕捉患者的意念——比如解析患者的语言，那么基于血流量检测的技术就面临着根本性的限制。”

这项技术在哪些领域展现出应用潜力？

尽管利用超声波实现与大脑的实时交互仍面临诸多挑战，Merge Labs仍在坚持这一技术路线，研发脑机接口设备。该公司的研究人员已通过超声设备，解读出猴子的运动意图，还成功检测到人类弹奏吉他、玩电子游戏等行为背后的大脑活动信号。

除脑机接口领域外，超声波技术在其他治疗领域也颇具前景。弗拉格南表示，在治疗癫痫、耳鸣、重度抑郁症、成瘾症、进食障碍等累及大脑多个区域的疾病时，超声设备或可成为脑深部电刺激疗法的替代方案，兼具低侵入性与高灵活性的优势。相较于目前从体外利用聚焦超声波治疗神经系统疾病的尝试，植入颅骨下方的超声设备也具备显著的技术优势。

弗拉格南称声遗传学是一项“非常前沿”的技术，该技术与超声波结合后，还能让超声波的神经元靶向性更具选择性。电刺激设备会激活电极周围的所有神经元，而声遗传学技术可让研究人员通过超声波束，精准激活特定的神经元，其潜在应用包括恢复视觉功能、治疗癌症等。

人工智能在其中扮演何种角色？

OpenAI方面表示，人工智能将在Merge Labs的技术研发中“发挥核心作用”，并将脑机接口定义为人类与人工智能互动的一种全新且“自然”的方式。OpenAI称，将与Merge Labs合作研发科学基础模型——即大规模生成式人工智能算法，助力从大脑信号中解读人类的意念。在瓦莱看来，人工智能企业对脑机接口领域的兴趣“始终是个未知数”。他表示，大脑相关数据的伦理敏感性极高，而人工智能企业的关注点往往更多放在打造更优秀的算法模型上，而非帮助人类恢复身体功能。

这一技术路线的探索性有多高？

弗拉格南评价道，Merge Labs的研发团队“态度极为认真”，且在功能性超声技术领域，他们“对自身的技术能力有着清晰的认知”。

但该公司也坦言，技术研发前路漫漫，称其规划是“以数十年为时间尺度，而非数年”。瓦莱表示，在缺乏经过同行评审的数据、也未展示出能在人类身上实现稳定神经信号解析的前提下，多数研究人员会将Merge Labs发布的脑机接口相关消息视作“愿景式目标，而非颠覆性突破”。不过，凭借其巨额的投资规模，“一切皆有可能”。