「格式塔科技」获1.5亿元天使轮融资，加速超声波脑机接口临床开发 | 36氪首发
36氪获悉，超声波脑机接口企业「格式塔科技（Gestala）」近日获1.5亿元天使轮融资，由国生资本、道彤投资联合领投，清松资本、戈壁创投、傅利叶智能、猎聘、云时资本等机构与企业跟投；融资主要用于首款产品研发与前期临床试验。
在脑机接口创业与投资的热潮中，近期“超声脑机”技术备受关注。特别是Sam Altman亲自下场，与加州理工大学科学家一起创立Merge Labs，利用超声波及基因治疗等新技术探索“脑机交互”的新路径。这家公司今年1月也获得了OpenAI等投资在内的2.5亿美元天使轮融资。
格式塔科技成立于今年1月，由彭雷和盛大集团、天桥脑科学研究院创始人陈天桥联合创立。创始人兼CEO彭雷拥有25年创业经历，曾参与创办脑虎科技、客如云等知名公司。当前，格式塔团队约15人，包括声学、神经科学、分子生物学、AI等领域的科学家，及超声成像、神经调控、脑机接口等领域资深工程团队。
现阶段，主流的脑机接口解决方案大体分为两类：侵入式/半侵入式脑机接口，通过植入电极，能够获得高时空分辨率的脑电信号，但开颅手术令非重症患者望而却步；非侵入式方案，如经颅磁电刺激等，安全性高，然而空间分辨率有限，且通常难以作用于深脑区。
那么，是否有可能构建一种无创、精准、且能作用于深脑的全脑“读写系统”？基于超声波的脑成像与神经调控技术，是近年来科学家们研究的方向之一。
“在声、光、电、磁四种大脑调控方式里，超声具有独特优势。超声不是新技术，在医学成像中有超50年历史，超声刀也已比较成熟。但近十年的关键突破在于低强度聚焦超声，学术研究发现，它可以在不损伤神经元的前提下，调控特定脑区的神经活动，产生兴奋性或抑制性调节效应。这些科学发现和初步临床研究，让超声脑机接口的开发成为可能。”彭雷对36氪表示。
超声神经调控的核心，是将纯机械波转化为神经元可响应的生物电信号，其机制可看作物理学、生物学共同作用的“交响乐”：
声波进入脑组织后，首先产生热效应，轻微升温改变细胞膜膜流动性，辅助调节兴奋性；空化效应在微气泡振荡中产生微流和剪切力，将声能传递到细胞膜；机械力、声辐射力直接“推、拉”膜结构，引发形变。神经元细胞膜形变会改变电容，并激活机械敏感离子通道，导致钠、钙等离子流入，引发膜去极化。一旦达到阈值，动作电位产生并沿神经元传播。
据彭雷介绍，通过相控阵换能器，用多个超声发射单元，通过精确控制时间和相位，理论上能够隔着颅骨对特定小区域（4-8毫米范围）进行刺激，靶向调控脑区的深度可达6-7厘米。这意味着它可能作用于丘脑、海马、基底节等深部结构，而这些区域恰恰与帕金森、抑郁症、癫痫以及慢性疼痛等疾病密切相关。
在“读”取大脑功能状态方面，功能性超声成像则通过检测神经活动引起的微小血流变化，来推断脑区活动状态。不过，当前超声脑机仍面临诸多挑战，显著的一个物理局限在于“时间分辨率”。由于血液动力学反应滞后于电信号放电，功能性超声成像读取到的血流信号天然存在1-1.5秒的延迟，这限制了其在实时高频交互（如即时控制机械臂等）场景中的应用。
“开发超声脑机接口系统，工程实现层面的挑战并不低于十年前的Neuralink，特别是相控阵换能器设计、颅骨补偿算法开发等。既要确保超声波在穿过颅骨后，其作用位置、能量分布、时间和空间分辨率能够精确控制在4-8毫米范围内；还要解决探头的功耗管理、热量控制、芯片集成、通信稳定性及体积约束等工程问题。”彭雷解释道。在他看来，带领一支多元化的交叉学科团队，在脑科学这一前沿硬科技方向寻求突破，正是自身优势和愿景所在。
临床场景方面，格式塔选择将“慢性疼痛管理”作为首个落地适应症。一方面，疼痛患者基数庞大，疗效评价比较客观；另一方面，当前临床探索方面已有扎实数据支撑。“既往有研究表明，通过超声单次刺激45分钟，可使疼痛量表评分降低50%，效果可维持1-2周。”
据介绍，同时，格式塔也在探索将适应症扩展至抑郁症、PTSD、成瘾等精神类疾病，以及阿尔茨海默病等神经退行性疾病。目前，其与复旦大学附属华山医院、四川大学华西医院、北京协和医院等三甲医疗机构建立临床研究合作框架。
在运动功能恢复等医疗康复场景，格式塔与本轮投资方傅利叶智能合作，探索构建“意图-执行-感知反馈”的闭环训练机制，推动康复手段从被动的机械补偿，升维至主动的意念驱动。
谈及与Sam Altman创立的Merge Labs技术路线异同时，彭雷表示，此前与Merge Labs有过多次沟通，两家公司的底层路线一致，但格式塔设定了逐步落地临床的“渐进式”创业路径：
第一阶段，利用超声的物理特性实现非侵入式神经调控，在无需植入设备的情况下治疗部分神经和精神疾病；第二阶段，实现更稳定的脑活动读取能力，并与调控能力结合形成闭环系统；第三阶段，则会引入基因编辑、蛋白工程技术，通过声遗传学，进一步提升系统的带宽以及时间和空间分辨率。
他认为，在超声脑机接口赛道，中国有独特的优势。临床资源丰富、临床试验成本极具优势、高端制造业供应链完善、国家政策与战略支持等，都是中国企业实现“换道并跑”的机遇。“不过，生命科学的本质是治病救人，中美在脑科学基础研究与医疗器械创新上的能力互补与合作，带来的效用将更为长远。”