中国企业在脑科学领域实现非侵入式穿颅读脑的重大突破

2026-09-23

今年9月,马斯克的Neuralink公司开始对27名受试者进行临床试验,计划启动大规模产品生产,激起了公众的极大关注,似乎脑机接口的时代已经到来。然而,这种看法其实是错觉。侵入式脑机接口的根本问题仍然存在:必须在颅骨上钻孔并将电极插入脑组织,这使得该技术仅适用于少数重病患者或愿意冒险尝试的人。而非侵入式的EEG脑电帽虽然安全,但由于头皮和颅骨的阻隔,其信号分辨率极低,因此无法准确读取大脑信号。这两种技术之间存在巨大鸿沟:是否有可能存在一种安全无创、且具备足够高分辨率的读写技术?更重要的是,能否形成一种通用的技术,成为脑科学领域的基础设施,就如同英伟达的GPU之于人工智能一样?深圳的鲲为科技正尝试回答这一挑战。这家公司成立已七年,其创始人长期专注于声学空间智能的基础研究,直到2024年才将这一具有革命性的理论应用于颅脑超声技术之中,直面行业的核心难题:非侵入式穿颅读脑。如今,鲲为已成为全球唯一实现该技术的公司。值得注意的是,虽然鲲为的实际科技成果已远超国际学术界的前沿水平,但他们并未发表相关学术论文,而是将核心技术视为商业机密。目前,学术界仍在理论层面挣扎,而鲲为已经将这些理论转化为复杂的医疗产品。在完成了从理论到技术、再到产品和量产的闭环后,鲲为已发展为一家快速增长的声学空间智能实验室。这一成就与创始人刘家家的背景密切相关。他不仅是一名优秀的硬件工程师,还是一位深藏不露的理论研究者。刘家家本硕阶段就读于西安交通大学的生物医学工程专业,早在2003年便接触到神经网络。进入超声行业后,他基于第一性原理探索低频能否实现高分辨率,特别是低频对于超声穿透颅骨至关重要。因此,他投入了大量精力在基础理论的研究上,直到2019年创立鲲为。在脑科学研究中,无论是以Neuralink为代表的侵入式技术,还是以Merge Labs为代表的超声技术,亦或是其他非侵入式技术,大家都面临一个共同的问题:如何有效研究大脑,尤其在AI时代,脑科学已成为最热门的研究方向。鲲为提供的正是这样一种安全高效的脑科学读写工具。其成功之路也得益于计算能力的剧增——其计算资源是传统超声技术的千倍,而这一技术的经济可行性正是依赖于过去几年的算力突破。超声穿颅成像已是一项颠覆性突破,而鲲为的更大目标是成为全球脑科学研究的重要基础设施。

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Part 01 一位医生的假设与缺少的基础设施

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今年8月,数学界传出了令人瞩目的消息:困扰学术界22年的Crouzeix猜想,一个关于矩阵数值域与函数范数不等式的难题,终于获得了证明。康奈尔大学的数学家Alex Townsend和华盛顿大学的教授Anne Greenbaum在审核后公开确认这一成果,连提出该猜想的法国数学家Michel Crouzeix本人也进行了验证。证明这一猜想的数学家金山木,正是在2026年因攻克挂谷猜想而获得菲尔兹奖的数学家王虹的师弟,他是北京协和医院神经外科的一名博士后及住院医师。金山木的本科学习是在北大地质学,2020年才转入临床医学。一个引人注目的细节是,他对矩阵分析的兴趣并非个因其出色的数学能力,而是源于他在颅脑超声研究中遇到的实际问题,促使他不得不研究矩阵分析以解决具体困难。这个故事能够从多个角度进行解读。但从更宏观的角度来看,它指向一个常被行业忽视的事实:脑科学发展至今,仍缺乏一个有效的非侵入式实时脑读取工具。金山木的研究恰好应对了这一瓶颈,颅骨对超声波具有严重的衰减和畸变效果,使得常规超声难以穿透颅骨并获取高分辨率图像。虽然超声成像在脑科学研究中崭露头角,其高时间和空间分辨率使得其能分辨到20微米的细血流,但由于颅骨的天生屏障,该技术依旧停滞在学术研究阶段。所有采用超声技术的脑科学前沿团队,都选择避开颅骨的干扰:Arbor和Merge Labs使用开颅或植入透声材料进行成像;Openwater利用光学测量脑血流并通过超声进行调控;Attune Neurosciences依靠MRI定位并利用超声进行深部脑调控。因此,鲲为选择了最具挑战性的方式:不避开颅骨,正面穿透它。凭借全球独特的超声计算成像技术,鲲为突破了教科书中对于衍射极限的限制,让穿颅读脑的梦想变为现实。

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