今年 4 月 10 日，上海交通大學聯(lián)合 Science，發(fā)布了“新 125 個科學難題”，其中，涉及腦神經學領域的科學難題，有 12 個。

　　“意識存在于何處？”“能否數(shù)字化地存儲、操控和移植人類記憶？”“有可能預知未來嗎？”……這些是學界最前沿、最關心的問題，也是將長期討論的話題性問題。

　　不止科學圈，全球的媒體、上市公司都非常關注腦科學（狹義為神經科學，文中將視為同一概念）領域。

　　根據(jù) CB Insights 的輿情數(shù)據(jù)統(tǒng)計，從 2011 年開始，全球媒體對腦科學領域的關注開始逐步上升，在 2016 年 8 月，媒體對“腦”的關注達到了歷史峰值；也是在 2016 年 8 月，“腦科學和類腦研究”被中國列入國家重大科技創(chuàng)新和工程項目，同年中國發(fā)布了“中國腦計劃”，積極布局腦科學、搶占腦科學高地。

　　根據(jù) CB Insights 針對上市公司的電話會議統(tǒng)計，從 2016 年到 2021 年 4 月，2021 年第一季度上市公司電話會議中提到“大腦”一詞的次數(shù)達到歷史新高的 332 次。雖然我們從下圖中可以看出上市公司對“大腦”的關注起起落落，但是從 2017 年到 2021 年的每年的第一個季度，上市公司電話會議中提到“大腦”一詞的次數(shù)，都會達到全年峰值。

　　雖有學界、媒體、企業(yè)等多方關注，但是人類文明發(fā)展了幾千年，人類對大腦的了解處于一個很矛盾的狀態(tài)：一方面，人類尚不清楚許多精神類疾病的發(fā)病機制；另一方面，人們可以通過觀察腦電波預測非人靈長類動物下一步行為。

　　如果這些與大腦相關的問題得不到根本性的改善，那么一個壽命普遍延長的社會將會面臨巨大挑戰(zhàn)，如：經濟、文化、倫理等。所以，腦科學與腦機接口技術的發(fā)展或許將幫助我們發(fā)現(xiàn)并解決這一矛盾的變革性方案。?

　　其實，關于腦科學的熱門議題還有很多，比如我們記憶是真實的嗎？人類大腦被開發(fā)了多少？記憶真的可以腦機接口傳輸嗎？如果腦機接口實現(xiàn)記憶永存，是否意味著人類實現(xiàn)了“永生”？如果大腦可以調頻，會怎么樣呢？

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　　大約每隔 10 年，就會有科學家站出來說，“下一個 10 年是腦科學的 10 年”。本文將從腦科學的市場現(xiàn)狀、應用領域、技術研究、未來發(fā)展趨勢等多個維度展開討論。

　　市場現(xiàn)狀：未來的百億市場，中國融資情況位列第二

　　根據(jù) CB Insights 的數(shù)據(jù)，大腦健康領域 2020 年的全球市場規(guī)模為 62 億美元，并將在 2024 年突破百億美元，成為下一個有可能為人類社會帶來顛覆性影響的產業(yè)。

　　根據(jù) CB Insights 的數(shù)據(jù)，從 2016 年 1 月到 2021 年 4 月，全球腦科學創(chuàng)業(yè)企業(yè)融資數(shù)量整體穩(wěn)定上升：2020 年的融資數(shù)量較 2016 年上升了 35% 左右，2020 年融資總額達到 5 年來的峰值，超過 50 億 美元。

　　從公司階段分布來看，腦科學領域的創(chuàng)業(yè)公司主要為中早期（B 輪及以前）公司。從過去 5 年的數(shù)據(jù)來看，B 輪的公司份額雖有浮動，但總體在增加；種子/天使輪和A 輪的企業(yè)份額略有波動，但在 2020 年觸底（共計占比 37%）。這也說明早期成立的腦科學企業(yè)正在走向壯大，并且獲得資方青睞；也意味著該領域還有巨大發(fā)展空間，隨著技術的發(fā)展和資本的投入，或許產業(yè)化將實現(xiàn)井噴式增長。

　　從公司分布來看，中國位列第二，美國、英國、韓國、瑞士也有一定比例的腦科學創(chuàng)業(yè)公司融資動作。從上面的數(shù)據(jù)總體來看，腦科學的市場潛力巨大，各國的創(chuàng)業(yè)企業(yè)都在躍躍欲試。

　　具體來看，這一階段的美國腦科學創(chuàng)業(yè)企業(yè)融資數(shù)量為 883 筆，涉及金額超 110 億美元；中國企業(yè)通過 91 筆交易達成超過 10 億美元的融資總額。

　　CB Insights 曾經在 2016 年對腦科學領域相關的初創(chuàng)企業(yè)進行了盤點，并找到了 11 家正在推動腦科學及應用相關的企業(yè)。

　　5 年過去，根據(jù) CB Insights 的不完全統(tǒng)計，全球現(xiàn)有泛腦科學相關企業(yè)超過 1500 家，中國約有超過 50 家。

　　除了為人熟知的 Neuralink，還有一些企業(yè)值得關注。比如成立于美國的 Kernel 致力于恢復治療，以侵入式技術路線在人腦中植入大腦假體裝置，通過發(fā)電來刺激神經元幫助大腦工作，來改善使用者的認知能力。根據(jù) CB Insights 的數(shù)據(jù)，目前其已獲得超過 1.53 億美元融資。

　　BrainCo（強腦科技）是一家非侵入式腦機接口底層技術研發(fā)公司，2015 年孵化于哈佛大學創(chuàng)新實驗室，其率先在腦電信號檢測與分析方面取得研發(fā)突破，實現(xiàn)了腦電檢測設備的小型化、便攜化，并將該項技術封裝成 Focus 智能腦電檢測頭環(huán)，可應用于 ADHD（注意缺陷與多動障礙）與自閉癥干預、兒童與運動員專注力提升等多個領域。公司已經獲得來自招商局資本、中國電子、光大控股、賽領資本等投資機構在內的多輪總共近 1 億美元融資。

　　中國腦計劃擬投入540億資金，國際研究合作共贏

　　世界主要國家都有腦研究計劃，美國、日本、歐盟、以色列的腦研究計劃規(guī)模巨大。2020 年 11 月初，科技部召開了中國腦計劃第一次中心專家會議，會議透露：未來中國將拿出 540 億元，正式推進中國腦計劃的發(fā)展。?

　　圖丨世界主要經濟體腦科學研究計劃（來源：《生命科學》）

　　中國的腦計劃具有“一體兩翼”的結構，也就是腦科學的三大發(fā)展方向：

　　“一體”：主體結構是前面介紹的腦認知功能的神經基礎，也就是網絡基礎，我們必須知道大腦的圖譜結構，弄清楚聯(lián)接圖譜、結構圖譜。在此基礎上，搭建各種平臺，幫助解析上述圖譜的功能。

　　“兩翼”：研究腦疾病的診斷與治療，形成各種新型的醫(yī)療產業(yè)；研究類腦人工智能、類腦計算、腦機接口等與人工智能相關的新技術，該領域研究對未來的人工智能產業(yè)具有重大影響。

　　以上是目前中國腦計劃的研究方向，也是世界相關科學家公認的最好的方向。腦科學是全人類共同的奮斗方向，在腦機交互研究方面，各國也在共同合作、促進發(fā)展。

　　國際方面，2006 年，布朗大學的研究人員利用植入式的猶他電極證明了侵入式腦機接口技術可以用來控制電腦鼠標。2013 年匹茲堡大學的研究證明，侵入式腦機接口技術不僅可以控制機械手臂，甚至可以操控機械手臂做出多種不同的手部動作。

　　2014 年，凱斯西儲大學團隊證明了使用外周神經刺激技術可以恢復截肢病人的手部觸覺，其后續(xù)研究表明此項技術能夠讓截肢病人區(qū)分不同的手部觸覺。

　　2016 年，匹茲堡大學的研究人員展示了植入式猶他電極的腦機接口技術可以提供微小電流刺激給大腦的感覺中樞，從而恢復高位截癱病人的手部觸覺。同年，荷蘭烏特勒支大學成功地使一位因漸凍癥而失去運動能力乃至眼動能力的患者通過侵入式腦機交互技術，利用意念在計算機上打字，準確率達到 95%。

　　2017 年，凱斯西儲大學用侵入式腦機接口控制植入式功能性電刺激裝置，使得脊柱截癱的殘疾人能夠通過意念控制自己的手臂，喂自己吃東西。2017 年 2 月，斯坦福大學的研究團隊報告了一項利用顱內腦電進行字符輸入的高性能腦機接口應用系統(tǒng)。? ? ? ??

　　2020 年，巴特萊紀念研究院和俄亥俄州立大學的聯(lián)合研究團隊證明了臨床完全脊髓損傷的人類參與者可以利用 BCI 利用自己的手殘留的觸摸信號來同時恢復運動功能和觸覺活力。

　　而中國在腦機接口研究方面也取得了很多成果。各高校都已設立課題組研究相關領域，取得不少突破。

　　例如，清華大學 2002 年開發(fā)了第一個基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位的 BCI 系統(tǒng)， 2006 年通過運動想象控制兩個機器狗進行了一場足球比賽，并進行基于運動想象腦機接口及功能性電刺激技術的康復訓練新方法。

　　2019 年，央視勵志挑戰(zhàn)節(jié)目《挑戰(zhàn)不可能》中，清華大學利用腦機接口技術，幫助患有肌萎縮側索硬化癥（ALS）的漸凍人王甲實現(xiàn)意念打字。浙江大學早期研究大白鼠 “動物機器人” 意念控制實驗和猴子大腦信號遙控機械手，并完成了國內首次病人顱內植入電極，然后用意念控制機械手的實驗，在侵入式腦機接口領域處于國內領先。

　　天津大學研制出 “神工” 系列人工神經康復機器人系統(tǒng)；2016 年與中國航天員訓練中心合作開展國際首次在軌腦機交互實驗；開發(fā)出基于極微弱事件相關電位的新型腦機接口系統(tǒng)，實現(xiàn)對迄今為止最微弱的腦電控制信號進行準確識別與高效應用；并于 2019 年與中國電子信息產業(yè)集團合作研發(fā)了一款高集成腦機交互芯片 “腦語者”，擁有完全自主知識產權。

　　2020 年底，上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院腦機接口及神經調控中心揭牌成立，將升級嘗試用腦機接口技術來攻克難治性的抑郁癥。同年，西安交通大學使用腦機接口技術，成功使一位高位截癱失語患者 “說” 出 “你好”，成為首次利用 BCI 技術實現(xiàn)高位截癱失語患者 “說” 出話的成功案例。

　　應用領域：維持大腦及智力發(fā)育、腦機智能技術、類腦研究

　　據(jù) CB ?Insights 最新專利數(shù)據(jù)統(tǒng)計，Top 5 位的腦科學相關專利內容分別是：神經系統(tǒng)疾病、神經生理學、神經病學診斷、神經外傷、神經科學。

　　從腦科學研究的落地模式來看，首要的應用領域，必然聚焦在維持健康的大腦發(fā)育以及智力發(fā)育。

　　目前人類預期壽命是 80-90 歲，在 21 世紀后半葉甚至有望突破 100 歲。但從實際情況上來看，絕大多數(shù)人群在 50-70 歲開始出現(xiàn)記憶力下降、癡呆、抑郁、癲癇、腦腫瘤、腦萎縮等腦功能下降問題。

　　大腦發(fā)育以及智力發(fā)育是非常重要的社會問題，維持大腦的正常功能，延緩大腦退化，這些都是健康生活所必需的。對于老齡化社會而言，神經退行性疾病是個大問題。目前，中國65 歲以上的老年人有 1 億多，是世界上老齡人口最多的國家，防治各種與老齡化相關的疾病的需求日益迫切。

　　以常見的阿爾茨海默癥（老年癡呆）為例，如果沒有更好的療法或藥物，到2050 年，全世界會有超過1 億人患上阿爾茨海默癥。如果中國腦計劃能夠在10~15年之內，把阿爾茨海默癥的發(fā)病期從85 歲延緩到 95 歲，這將是對人類社會里程碑式的進步。

　　其實，不僅是老年癡呆，其他腦疾病也會給社會帶來沉重的負擔。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計，在人類疾病中，包括各種神經類和精神類疾病在內的腦相關疾病占到28%，已超過心血管疾病和癌癥，成為所有疾病中社會負擔最大的隱患。因此，重大腦疾病的診斷和干預是未來腦科技領域一項非常重要的研究內容。

　　腦科學研究的另外一個重要應用領域在腦機智能技術、類腦研究方面。

　　在該領域中，未來很重要的一個發(fā)展方向，就是腦機接口和腦機融合的新方法，各種腦活動的刺激方法、調控方法，以及新一代人工網絡模型和計算模型。

　　以腦機接口（BMI）為例，目前應用是恢復失去的神經功能，尤其是恢復癱瘓患者的運動功能。腦機接口在功能恢復和科學發(fā)現(xiàn)方面的潛力還體現(xiàn)在許多神經系統(tǒng)疾病和神經精神疾病中，例如抑郁癥、精神分裂癥等。情緒腦機接口的目標是通過調控情緒狀態(tài)恢復失去的情緒功能。

　　腦科學研究是人類探索自身的研究過程，大致可分為腦結構理解、腦部信息讀取、商業(yè)化落地三個階段。

　　1924 年，Hansberger 發(fā)明了 EEG 腦電捕捉設備，實現(xiàn)了首次人類大腦電波獲取，并在之后的幾年嘗試控制大腦信號并提出了腦機接口的概念；21 世紀初，BrainGate 首次嘗試侵入式腦機接口，并取得了較成功的效果，可以幫助患者控制機械做出簡單動作；隨著科技硬件逐步成熟，腦機接口應用逐步多元，以 BrainCo、NeuraLink 等公司為代表發(fā)布商業(yè)化產品。此外，F(xiàn)acebook 在 2019 年收購了 CTRL-Labs 進入腦機接口領域。

　　國家科技創(chuàng)新 2030 重大項目已將“腦科學與類腦研究”列入啟動日程。腦科學研究機構以北京、上海為代表，于2018年建立了北京腦科學與類腦研究中心及上海腦科學與類腦研究中心。

　　正是看到了腦科學領域的巨大潛力，近幾年，各方“腦”勢力也紛紛入局。2016 年 12 月，前中國首富陳天橋和妻子雒芊芊投資創(chuàng)辦陳天橋雒芊芊研究院 （Tianqiao and Chrissy Chen Institute，TCCI） ，該研究院設立在美國加州理工學院，主要聚焦大腦探知、大腦相關疾病治療和大腦功能開發(fā)三大領域的研究。?

　　而 TCCI 在推動中國腦科學研究上也有行動， 2020 年 10 月， TCCI 宣布支持中國腦科學研究，該院首個腦科學前沿實驗室在上海華山醫(yī)院虹橋院區(qū)落成投入使用。該實驗室主要研究包括腦機接口、睡眠夢境、認知評估、數(shù)字醫(yī)療等多項內容。

　　在中國，民間資本與頂尖高校在腦研究方面的合作，也在 10 年前就開始。例如， 2011 年， IDG 創(chuàng)始人麥戈文先生和 IDG 資本先后與清華大學、北京大學、北京師范大學合作成立了 IDG /麥戈文腦科學研究院，不斷推動中國腦科學基礎研究的發(fā)展。

　　在過去 10 年里，已累計向清華、北大、北師大 IDG /麥戈文腦科學研究院捐贈 2 億人民幣。在 4 月 22 日舉行的“ IDG 資本-清華腦科學發(fā)展基金捐贈儀式”上， IDG 資本創(chuàng)始董事長熊曉鴿表示還將繼續(xù)向清華大學- IDG /麥戈文腦科學研究院進行捐贈，并指出未來將持續(xù)通過捐贈助力中國腦科學基礎研究，捐贈金額預計每年不少于 2000 萬人民幣，并計劃不斷增加。?

　　圖丨IDG資本-清華腦科學發(fā)展基金捐贈儀式

　　那么，除了腦科學領域，還有哪些領域容易受資本的青睞呢？以 IDG 資本為例，讓我們一同來看看。據(jù)公開資料， IDG 投資領域包括芯片半導體、智能制造、自動駕駛、醫(yī)療等，可以說其在“硬科技”熱門賽道早早做好了前瞻性布局，并精準把握“前沿”之度。

　　1994 年， IDG 資本開始投資國內最大的新型元器件公司風華高科，并于 1996 年成功助力企業(yè)上市；2007 年開始投資光伏太陽能多家業(yè)內領先公司， 2016 年開始投資全球多家頭部智慧出行領域，并深度參與了小鵬、蔚來、小牛電動、阿爾特（新能源汽車設計商）的投資。同時在醫(yī)療健康賽道， IDG 資本進行了全面而細致的布局，涵蓋生物醫(yī)藥、精準診斷和人工智能醫(yī)療等多個領域。?

　　由此可知，資本方若想在投資領域獲益和促進其發(fā)展，需要有對科技前沿的敏銳識別和前瞻的商業(yè)嗅覺，這樣才能在風口到來之前精準定位、及早布局。

　　腦科學領域如此，其他“硬科技”領域亦是如此。?

　　腦科學的未來：下一個10年，是腦科學的10年

　　腦科學作為受國家重視、資本青睞的“寶藏領域”，其未來將如何發(fā)展？

　　在《麻省理工科技評論》中國聯(lián)合 DeepTech 舉辦的首屆生命科學創(chuàng)業(yè)大賽決賽的圓桌論壇上，辰德資本合伙人趙瑞麟表示，回顧一下現(xiàn)代生物學過去十幾年的發(fā)展路徑，基本上都還是在微觀世界的發(fā)展，這主要是基因測序領域過去十年的高速發(fā)展使我們對微觀世界（基因層面）的認知有了翻天覆地的變化。反過來看宏觀世界，人腦有千億個神經元，這千億個單元究竟怎么協(xié)同作戰(zhàn)，我們還知之甚少。

　　關于腦科學，人腦到底有沒有 CPU ？情緒怎么調控等方面都沒還欠缺根本的認識?！耙虼嗽谖磥恚S著全球在腦科學上的大力投資（可以類比前 20 年全球對精準醫(yī)學的大力度投資），我認為未來的 10 年的熱點必然會在神經科學上。歸根到底，這是我們人類對自身的認識。”趙瑞麟說。

　　霍德生物創(chuàng)始人兼 CEO 范靖認為，現(xiàn)在國家的腦計劃持續(xù)投入，而我們所希望達到的程度與當下還存在特別大差距，這也反過來會促進這個領域的發(fā)展?！巴瑫r，AI 以及其他的計算能力的發(fā)展，對神經科學的發(fā)展起到了相輔相成的作用。我也認為，下一個爆發(fā)點會在神經領域?！?

　　腦科學研究的一小步，必將是人類社會的一大步。

　　腦科學是科學前沿，科幻小說與電影里的情節(jié)不再是虛構，而是正在一步步走進現(xiàn)實，并為我們帶來更多的進步?？深A見地，腦科學的發(fā)展具有美好前景，未來五到十年內將繼續(xù)飛速發(fā)展。腦研究的最終問題是“死亡”和“永生”嗎？讓我們一起對腦科學的下一個“高光”進展拭目以待。