我們的大腦，擁有約1000 億個神經元和100 萬億個連接，構成了浩如宇宙的神經網絡，這是物種演化的奇跡。對于人腦的探索從未停止過，近三分之一的諾貝爾生理學或醫學獎都與大腦研究有關，但人類認識了約5%-10%的大腦全貌。許多腦疾病，如阿爾茨海默病（癡呆）、帕金森、抑郁癥、自閉癥等，目前仍缺乏行之有效的預防與治療手段，由此產生的社會負擔逐年加重，已成為了世界性難題。為了徹底救治這些疾病、也為了攻占神經科學和人工智能科技高地，世界各國紛紛制定“腦科學與類腦研究”計劃。本文將帶您一起走近“腦科學與類腦研究”的旖旎世界。

● 什么是腦科學、類腦研究

腦科學，又稱神經科學，是一門跨學科的綜合性科學，旨在研究大腦和神經系統的結構、功能，以及研究認知、意識與智能的本質與規律。腦科學不僅是理解我們自身思維、情感和行為的關鍵，也是推動人工智能、神經疾病治療等領域發展的核心力量。

類腦研究，或稱為神經擬態計算，是腦科學與工程領域交叉的新興分支，旨在通過硬件和軟件相結合的方式，模擬大腦的結構和功能，構建出類似大腦的網絡模型，實現更高效、更智能的信息處理。簡單說，它研究的是如何去“懂腦、仿腦、連腦”，它引領著未來智能計算的發展方向。

● 中國腦計劃

我國瞄準全球科學發展新熱點和科技競爭新趨勢，高度重視腦科學和類腦智能的戰略布局，早在2005年，《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》中對腦科學與認知科學研究做了戰略規劃。2016 年，《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》將“腦科學與類腦研究”列為國家重大科技創新和工程項目。2021年，科技部發布了《科技創新2030——“腦科學與類腦研究”重大項目2021 年度項目申報指南》，外界稱之為“中國腦計劃”（CBP），概括為兩個研究方向：以探索大腦秘密、攻克大腦疾病為導向的腦科學研究以及以建立和發展人工智能技術為導向的類腦研究。相較其他國家的“腦計劃”，如美國BRAIN計劃、歐盟HBP計劃、日本Brain/Minds計劃、加拿大CBRS戰略等，中國腦計劃在學科體系構建、科學目標設置、項目組織實施、產業化方向上走出了自己的特色。

● 腦計劃的成果

腦科學的研究成果已經廣泛應用于醫學、教育、心理健康、人工智能等多個領域。在醫學方面，腦科學的進步推動了神經退行性疾病（如阿爾茨海默病、帕金森病）和精神疾病（如抑郁癥、焦慮癥）的早期診斷與治療方法的創新。舉例：1、功能磁共振成像（fMRI）和正電子發射斷層掃描（PET），實現了對大腦活動的高精度觀測，不僅揭示了大腦不同區域的功能分工，還幫助我們理解了神經元網絡的動態變化。2、經顱磁刺激（TMS）和深部腦刺激（DBS）等神經調控技術被用于治療抑郁癥、焦慮癥和帕金森病等精神神經疾病，通過非侵入性或微創的方式調節大腦活動，從而改善癥狀。3、全基因組關聯研究（GWAS）已經發現了多個與阿爾茨海默病、精神分裂癥和自閉癥等精神疾病風險相關的基因位點。

類腦研究成果的一些名詞也逐漸被市民知曉，例如：

1、深度學習：受大腦神經網絡啟發的深度學習算法在計算機視覺、語音識別和自然語言處理等領域取得了突破性進展。這些算法通過模擬神經元之間的連接和通信方式，實現了高效的信息處理和學習。

2、神經形態計算：神經形態計算是一種模擬大腦神經元和突觸的計算方式，旨在實現低功耗、高并行性和容錯性的計算系統。近年來，研究者已經開發出多種神經形態芯片和硬件平臺，用于處理圖像識別、語音識別和機器人控制等任務。

3、腦機接口（BMI）：BMI技術通過解碼大腦活動信號并將其轉換為機器指令，實現了人與外部設備的直接交互。例如，利用BMI技術，癱瘓患者可以通過思考來控制假肢或電腦光標移動。

● 身邊的“中國腦計劃”

上海交通大學醫學院松江研究院成立于2022年7月，由上海市松江區人民政府和上海交通大學醫學院合作共建，段樹民院士擔任首任院長，立足上海交通大學醫學院“腦科學研究聯盟”暨上海市教委“腦認知原理解析”創新團隊在腦功能和腦疾病等領域的研究優勢，以承擔國家科技創新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目和共建上海交通大學醫學院附屬松江醫院為契機，對接交大醫學院“雙一流”建設和交通大學“大健康”戰略，切實促進腦科學與基礎醫學、臨床醫學等優勢學科的深度融合，打造上海交通大學醫學院腦科學計劃 2.0 版。同時，研究院聯動G60科創走廊生物醫藥、腦智科創產業群優質資源，主攻“三腦”（發育腦、精神腦、退變腦），結合神經免疫、神經代謝和神經腫瘤等新興腦交叉方向，建成“基礎-臨床-產業”全鏈條科研平臺，致力于催生重大創新性、原創性、顛覆性基礎研究成果的產出，實現原始創新關鍵技術的重大突破，培育一批具有創新思維和國際影響力的腦科學產、學、研專業人才，助力上海生物醫藥及人工智能產業的高質量發展，支撐“健康上海”乃至“健康中國”和具有全球影響力的 G60 科技創新中心建設，成為中國腦科學研發策源地，未來經濟持續增長、科技變革創新的新引擎。

腦科學與類腦研究，作為21世紀最具挑戰性的前沿科技領域，勢將更好地造福人類健康，引領經濟增長、科技變革。

來源: 沈華醫生工作室