脑机接口顶尖专家Philip Sabes：神经调控的真正瓶颈是「预测」，治疗与科学发现应同步发生

据IPO早知道消息，9月14日，脑智天地·脑机接口科创转化中心成功举办“BCI Inno+ 脑智沙龙｜脑机接口国际研讨会”。本次会议汇聚全球脑机接口领域科学家、企业家、临床与注册专家，围绕高精度脑机接口技术演进、闭环神经调控与临床诊疗应用、可穿戴脑机交互以及全球产业创新生态构建等核心议题展开深度对话。

Neuralink创始科学家、现任Arbor Neuroscience CEO Philip Sabes以“通往可靠神经调控的最快路径：神经技术如何加速治疗与科学发现”为题发表演讲，并与参会者进行讨论。

Philip Sabes认为神经调控技术虽发展多年，但临床应用严重滞后，要突破这一瓶颈, 关键在于两类技术：一是能够长期、高质量记录神经信号的植入式电极；二是可穿戴、便携化的类fMRI技术，以实现对脑血流等生理指标的长时间监测。

他指出，应当把现有的临床治疗过程真正转化为系统性的科学实验，通过持续积累个体化数据来建立预测模型，使“治疗”与“科学发现”协同并进，最终实现对神经调控疗效的可靠预测与个体化优化，这才是该领域走向成熟的关键路径。

神经调控走向可靠治疗，需要建立可预测的因果链条

Sabes首先将脑接口大致分成两类：一类是“向外”的接口，通过读取大脑信号实现运动控制、感觉重建，长期甚至可能实现人与AI之间更直接的连接；另一类是“向内”的接口，即通过刺激或调控大脑活动治疗神经系统和精神疾病，也就是神经调控。

过去数十年，以深部脑刺激（DBS）为代表的植入式电刺激已经形成较成熟的产品体系，经颅磁刺激（TMS）、经颅电刺激（tES）、聚焦超声（FUS）等路线也在发展。但在他看来，技术发展的速度与临床实践并不完全匹配。所谓“可靠治疗（Reliable therapies）”，首先意味着能够预测一种治疗对不同患者是否有效，其次是进一步针对个体优化治疗参数。

“真正的瓶颈是预测。因为我们并不知道进行神经调控、进行刺激之后究竟会发生什么，因此无法可靠地预测治疗结果。”

这一问题在精神疾病、慢性疼痛等领域尤其突出。例如，DBS治疗帕金森病震颤时，刺激后可能很快观察到震颤减轻；但抑郁症、强迫症、慢性疼痛等疾病的疗效可能数天甚至数周后才显现，一次刺激与最终临床结果之间存在较长的“干预—反应”周期。同时，这些疾病通常由多个症状和多条脑回路共同参与，即使最终量表改善，也很难判断究竟改变了哪个回路、哪一种症状。

对此，Sabes提出了三个关键突破方向：因果干预（Causal manipulation）、多尺度观测（Multiscale observations）和纵向研究（Longitudinal study），也就是在实施刺激后及时记录生理变化，并继续追踪局部脑区、神经网络直至行为和症状层面的变化。

尤其是在因果干预方面，找到与疗效“有相关性”的生物标志物还不够，更重要的是建立“刺激—生理变化—最终结果”之间的因果链条。“我们真正需要的是当我做了这件事，它改变了这个生理信号，而这个变化又与最终结果相关。”

Sabes希望从这一过程中找到出现足够早、又能较好预测最终疗效的信号。“如果我们能够提前知道会发生什么，就可以更早优化治疗、缩短实验周期并获得更多数据。归根结底，这是一个数据问题，也是如何针对个人快速优化的问题。”

让临床治疗持续产生可用于学习的数据

未来神经调控设备是一个持续进行实验和学习的系统。现实中，医生已经在不断为患者调整DBS参数。某种意义上，每一次调参都类似于一次实验：改变刺激参数，再观察患者反应。

不过，Sabes指出：“今天我们对患者进行的很多操作，我们把它叫作调参、叫作临床治疗，但它并不是能够让任何人真正学到东西的实验，我们没有进行足够的观测，也没有把数据收集下来。”因此，下一步的关键在于提高临床数据的有效性。

这里的“实验”不用增加额外干预，而是在正常诊疗过程中同步记录刺激参数、脑活动、网络变化和临床结局，使一次治疗同时成为下一次治疗决策的数据来源，最终形成“干预——观测——预测——调整——再次干预”的循环。

患者接受治疗的同时，系统也持续学习为什么这一治疗有效，以及下一位患者应该怎样治疗。

先用实验和数据回答“应该造什么设备”

这一思路也影响着脑机接口产品开发路径。

Sabes介绍，此前他曾创办公司，希望直接开发相关神经接口设备，但最终并未获得足够融资。其中一个重要原因是，团队当时其实还无法非常确定最终究竟需要什么样的设备。

“这像一个‘鸡与蛋’的问题，如果已经有设备，就能够开展实验；如果完成了实验、有了数据，又会知道究竟应该造什么样的设备。”

他的解决方案是先建设足够好的实验型设备，以一定规模采集数据，再由这些数据反过来定义真正需要的临床产品。这也是Arbor Neuroscience（下称“Arbor”）目前更关注的问题之一。

Sabes认为，对于神经调控而言，两类技术尤其值得关注：一类是能够同时刺激和记录的电极系统，另一类则是超声。

在电极方面，现有临床DBS系统虽然已经可以实现部分脑信号记录，但数据维度仍然有限。真正适合研究疾病机制和个体化治疗的设备，需要在刺激和记录两方面同时提升，并具备跨不同空间尺度进行观测和调控的能力。

他表示，以帕金森病为例，即便同样位于丘脑底核（STN），震颤、僵硬、步态障碍等不同症状可能对应不同的细分位置。如果能够做到更精细的刺激，就可能针对不同症状分别优化治疗。

在抑郁症等更复杂的疾病中，需要扩大到脑网络层面来理解问题：不同症状可能来自不同回路，未来需要同时理解甚至调控多个靶点，而非简单寻找一个统一的刺激位置。

超声刺激与功能成像，为神经调控提供新路径

对于另一类重要技术，Sabes指出，与植入电极相比，超声的一项潜在优势在于无需将记录电极直接植入脑组织，而且声束可以进行控制和聚焦，从而作用于不同脑区。

Arbor此前开发的功能超声系统（由其前身Forest Neurotech开发），则进一步尝试通过脑血流变化读取神经活动。Sabes将功能超声成像（fUS/fUSI）能力类比为一种“更便携的fMRI（功能性磁共振成像）”。

不过，这类高质量功能超声脑成像目前还难以直接穿过完整成人颅骨获得足够清晰的脑功能信号，通常需要患者已经接受开颅减压等手术，并具备能透过超声的颅骨窗口或植入材料。在具备这些条件时，系统可以观察皮层活动，也能够进一步读取深部脑结构相关信号。

因此，功能超声成像要用于长期观测，还需要提升设备的便携性。Arbor计划将目前仍需主机和计算机配合的系统进一步小型化，使患者能够带回家，在更自然的环境中进行数小时乃至长期记录。

那么如果功能超声成像存在颅骨限制，超声脑机接口技术最终能否面向普通患者甚至健康人群？

对此，Sabes分别谈到了“聚焦超声（FUS）用于治疗”以及“利用超声进行脑活动成像”这两类能力。他表示，聚焦超声用于治疗时，可以通过降低频率等方式实现经颅传播，目前靶向定位可以达到数毫米左右；但真正困难的，是治疗同时能够精确看到脑内活动变化。

他将目前不少神经刺激概括为“Poke and hope.”——刺激一下，然后等待看看会发生什么。而未来神经调控的突破点之一，是刺激、读取与预测能否构成闭环。

脑机接口需要重新设计人体数据获取方式

当可靠治疗依赖于大量人体数据，这些数据从哪里来？

Sabes表示，对于手环等消费级电子产品，企业完全可以让成千上万名健康人佩戴数小时，不断积累数据，并逐渐把算法训练到“买回家就能用”的程度，但脑植入设备显然无法复制这种路线。“你可以付费让1万人、6万人来使用一款手环，但你不可能让6万人接受一个脑植入。”

因此，脑机接口和神经调控必须设计不同的数据获取方式。一方面，在少数患者身上获得非常高精度、长时间、多模态的数据；另一方面，以相对低成本的方式覆盖更多患者，再将不同尺度的数据结合起来。

他指出，仅仅依靠单个患者的精密实验仍然不够，因为疾病类型、脑结构和神经回路本身都存在巨大的个体差异。因此，未来真正的模型需要同时解决两件事：对少量患者看得足够深，同时对大量患者覆盖得足够广。

“长期来看，我们希望脑接口不仅能够提供治疗，也能够告诉我们它为什么有效。每一位患者都可以成为持续实验的一部分，而所有这些数据最终又被汇集起来，让下一次治疗变得更好。”

因此，在追求更高通道数、更精准刺激和更小型化设备之外，疗效预测、个体化优化和持续学习能力，也将成为下一代脑机接口的重要前进方向。

本文来自微信公众号“IPO早知道”（ID：ipozaozhidao），作者：Uncle C，36氪经授权发布。