1、脑科学：板块介绍

人脑工程，全称是国际性人脑计划（HunmanBrainProject，HBP)，项目起源可以追溯到1989年由美国国防部等部门资助，由美国国立卫生研究院和国家自然科学基金召集有关神经科学家、计算机科学家参与的“利用新的计算机技术构建脑的数据库和模型”的问题。人脑工程（HBP）是继人类基因组计划之后又一个科研大计划。

目前，人脑工程研究项目最新进展是由瑞士洛桑联邦理工学院教授亨利·马克拉姆牵头，由来自世界各地的87个研发团队共同实施。这一项目计划用十年时间，利用计算机制造“活”的人脑模型。具体而言，研究人员需将人类大脑切成8000片，而后利用高性能扫描仪进行数字化处理，绘制人脑详图；同时利用超级计算机描绘和模拟大脑所需的海量数据，最后将成千上万的神经元模型形成局部模型，组装为一个可正常运转的、完整的人类大脑模型。

美国和欧盟人脑工程的思路大相径庭。从科学界到资本市场，人们对人脑工程的最终走向疑虑颇多：即使忽略大脑是已知的最复杂系统这个事实，人类现有的研究方法和工具也远远不达要求。欧盟的HBP可以被总结为“模拟脑”，美国的BRAIN则是“认识脑”。面对千亿个人脑神经和天文数字的神经网络连接，正如BRAIN全称BrainResearchthroughAdvancingInnovativeNeurotechnologies所示，美国计划研发新的神经学技术对大脑进行全方位的刻画，重现“人类基因组测序”的辉煌；欧盟的HBP试图跨过对脑部细节的纠结，基于现有的知识，直接在超级计算机中构建虚拟的大脑模型，颇有科幻色彩。如果各方都进展顺利，美国BRAIN产出的大量数据将输送到欧盟HBP的计算平台，最终实现一个完全的数字智能。

我国在人脑科学方面的研究也在提速。早在2012年11月，中科院就率先实施启动了“脑功能联结图谱”战略性先导科技专项课题，并于2013年7月获得重要进展。在今年1月9日，中国科学院举行新闻发布会，宣布中科院决定实施“卓越创新中心”建设计划，首批5个卓越创新中心将于近期正式启动实施，其中脑科学卓越创新中心位列其中之一，标志着中国国家层面科学院将进军人脑工程领域。据中科院上海神经科学研究所主任蒲慕明院士之前透露，早期干预精神疾病将成为中国“脑计划”的主要内容。

2、脑科学：全球首款脑机接口专用芯片发布

“脑语者”由天津大学和中国电子信息产业集团联合研发，拥有完全自主知识产权。该芯片的发布脑-机接口技术被誉为人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”，是公认的新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术，被美国商务部列为14项出口管制技术之一。目前国际上没有专用的脑-机编解码芯片，我国脑-机接口研发使用的脑电采集和处理设备仍大量依赖进口，在解码可靠性、使用便捷性等方面面临巨大挑战。

“精解码、高指令、快通讯、强交互，这是‘脑语者’的四大优势。”天津大学医学工程与转化医学研究院院长、天津神经工程国际联合研究中心主任明东教授介绍，“这款芯片可以识别出头皮脑电中极微弱的神经信息，高效计算解码用户操作指令，极大提升大脑与机器之间的通讯效率，拓展功能充分满足日常交流需求，让脑机交互设备真正成为使用者的‘第三只手’。”明东表示，“脑语者”有望为脑-机交互技术走向民用化、便携化、可穿戴化及简单易用化开辟道路。

中国电子信息产业集团数据科学家、中电云脑科技有限公司总经理程龙龙博士表示，“脑语者”系列芯片有望实现我国脑-机接口关键技术自主可控，引领我国脑科学和类脑智能研究变道超车。未来该芯片系列还将不断“进化”，为新一代脑机智能发展提供技术支撑。

3、脑科学：人脑工程应用领域

神经科学领域（脑科学基础研究）

神经机器人系统提供工具，使得认知神经学家能在虚拟环境中，对大脑进行模拟，让仿真机器人与科学家在实验室创造的虚拟环境进行互动，以研究不同层次的大脑机制与各种感觉如何相关。此项研究利用模拟大脑，使得科学家得以区分不同神经的功能，同时还能对负责各个感官的神经系统的活动数据进行比较，从而得以仔细观察神经系统的各项职能。

医药领域（脑疾病治疗）

人类大脑计划旨在为医药研究提供工具，以加快神经疾病方面的研究转化成临床治疗的速度：

（1）通过收集和分析大量医疗数据，可以鉴别不同疾病的生物标志物。因此在症状和危害发生前，就能根据某些生理功能缺陷以及其他先兆来预测某些疾病的发生；

（2）利用生物标志物，仔细观察和研究疾病的过程，利用模拟技术建立模型，发展新的疾病研究理论；

（3）对药物的作用标的进行更好的识别，预测治疗方案的正面和负面效果；

（4）为个性化医疗方案提供技术支持，允许治疗手段适配敏感的个体或部分群体。鉴别精神和神经疾病的生物标志物在阿尔兹海默症的研究中至关重要。人类大脑计划的试点项目其中之一就是研究阿尔兹海默症的模型。此模型具有特点：（1）易于理解：用可行范围内最简单的形式描述每个疾病的主要特性；（2）复杂：发觉非线性反应、易混淆的因素和目前为止无法证明或未知的个体差异；（3）对疾病的发生时间和机理进行明确地预测。

计算机领域（类脑计算）

在对人类大脑有全面的认识之后，以此为基础，建立、测试虚拟软件、硬件和机器人系统。新建立的系统有望克服目前集成电路系统的诸多限制（例如程序、能耗和稳定性），应用前景及其广阔。人类大脑计划将有部分早期项目专注于实现这些可能性，并对大脑计划外的相关开发者提供大量资金支持。新计算机系统开发成功后，会对各种经济领域（包括生产、服务、医疗、家庭等）有革命性影响。未来，自动化、自我修正的计算机系统将以神经形态计算技术为基础，取代传统机器，进行大量科技、商业与安全方面的数据分析。

4、脑科学：人脑工程研究意义

人脑工程潜在的经济和社会效益十分巨大。首先，研究有助于新药的研发。目前，各国老龄化程度在加深，加强脑科学研究将有助于帕金森氏症、阿尔茨海默氏症等脑部疾病的诊断和治疗，提高人们的健康水平和生活质量。其次，人脑工程研究将带动新学科的创新，为其他行业提供理论支持。脑科学研究不但可以揭开大脑高智能、高效率、低能耗之谜，对人工智能、基因学、细胞生物学、生理学、生物信息学、解剖学、行为科学、信息技术、纳米技术和营养学都有重要拉动作用。最后，类似于基因组计划，“人脑工程”未来延伸出的产业前景十分广阔，作为高科技附加值的项目，经济效益十分可观。脑科学是目前生物医学中技术含量最高的研究领域，技术门槛高应用层面广，未来该领域有望成为生物医药领域的新蓝海。有研究报告显示，自2009年以来，人脑工程领域的产业规模持续增长，2012年相关产业规模约为10亿美元，2020年有望增长至60亿美元。