腦機介面賽道又有新消息傳出。 IEEE Spectrum訊息，一種新型微創超音波腦機介面設備正在開發中。本設備將傳統的腦機介面介質腦電，改為超音波。原理是使用直接聚焦超音波（FUS）改變神經元的動作電位，用一種名為功能性超音波成像（fUSI）的技術，透過多普勒效應測量局部血流變化來監測大腦區域內的神經活動。

醫療科技公司Forest Neurotech和醫學影像公司Butterfly Network，已就研發這款微創超音波腦機介面設備達成合作。

要知道，像馬斯克Neuralink、Paradromics和Synchron等都在開發與大腦進行「電」互動的腦機介面。

那麼相較之下，基於超音波的腦機介面有何優點？

「創口」更小，空間定位更精確

據介紹，傳統的腦電刺激技術由於電流在腦組織中傳播距離有限，因此在空間上受限較大。

因此在刺激大腦深層區域時，需要透過侵入性手術將電極放置在相關位置。而僅在顱骨上安裝深層植入物或電極只能記錄大腦表層區域的神經活動。

為此，開發團隊表示正在研發微創超音波植入物，只需要將其植入使用者的頭骨，放置在大腦表層，就能使用超音波靈活刺激和記錄大腦特定區域的神經活動，且精度為亞毫米級。

具體來說，由Butterfly Network提供超音波晶片硬體支持，Forest Neurotech則使用這些超音波晶片，透過引導和聚焦的超音波刺激大腦特定區域。

然後，用一種名為功能性超音波成像（fUSI）的神經成像技術來監測神經活動。

fUSI原理也很簡單：

和所有細胞一樣，神經元需要血液才能發揮作用，而神經元「活性」增加也意味著大腦所需的血流量供給也要增加。

fUSI正是利用超音波偵測腦部血流量的微小變化，來推測出神經元的活動程度。

具體做法是對大腦某一區域發射超音波，然後檢測「回波」（受血流影響的反射波）。

由於血液在移動時會引起“多普勒效應”，會輕微影響回波的振動頻率。

所以透過分析回波頻率的變化，fUSI系統就可以判斷出血流速度的變化，進而反推出那裡的神經活動。

公司簡介

據悉，這款超音波腦機介面設備將由Forest Neurotech、Butterfly Network兩家公司共同開發。

其中Forest Neurotech是今年1月剛成立的非營利組織，專注於開發微創超音波腦機介面。

共同創辦人有三位Sumner L. Norman、Tyson Aflalo、William Biederman。

上文提到的fUSI技術，正是CEO Sumner L. Norman最近參與的一項研究。

此外，Forest Neurotech屬於Convergent Research旗下機構，而Convergent Research是一個科學非營利組織孵化器，並且是Schmidt Futures Network成員，前段時間剛宣布獲得了5000萬美元新慈善支持。

Butterfly Network則是一家醫學影像獨角獸公司，由有著「生物科技領域的賈伯斯」之稱的Jonathan Rothberg於2011年創立。

先前，Butterfly Network創造了首個使用超音波晶片技術打造的手持式單探頭全身超音波系統Butterfly iQ+。

目前，Forest Neurotech已與Butterfly Network達成為期5年的共同開發協議，Forest將支付2,000萬美元購買Butterfly超音波晶片及服務。

參考連結：

[1]https://spectrum.ieee.org/bci-ultrasound

[2]https://www.butterflynetwork.com/press-releases/co-development-agreement-with-forest-neurotech

[3]https://www.vis.caltech.edu/documents/25496/Claire_Window_on_the_brain_2023.pdf

來源：量子位