走近“中国脑计划”！探秘21世纪最具挑战性的科技前沿

我们的大脑，拥有约1000 亿个神经元和100 万亿个连接，构成了浩如宇宙的神经网络，这是物种演化的奇迹。对于人脑的探索从未停止过，近三分之一的诺贝尔生理学或医学奖都与大脑研究有关，但人类认识了约5%-10%的大脑全貌。许多脑疾病，如阿尔茨海默病（痴呆）、帕金森、抑郁症、自闭症等，目前仍缺乏行之有效的预防与治疗手段，由此产生的社会负担逐年加重，已成为了世界性难题。为了彻底救治这些疾病、也为了攻占神经科学和人工智能科技高地，世界各国纷纷制定“脑科学与类脑研究”计划。本文将带您一起走近“脑科学与类脑研究”的旖旎世界。

● 什么是脑科学、类脑研究

脑科学，又称神经科学，是一门跨学科的综合性科学，旨在研究大脑和神经系统的结构、功能，以及研究认知、意识与智能的本质与规律。脑科学不仅是理解我们自身思维、情感和行为的关键，也是推动人工智能、神经疾病治疗等领域发展的核心力量。

类脑研究，或称为神经拟态计算，是脑科学与工程领域交叉的新兴分支，旨在通过硬件和软件相结合的方式，模拟大脑的结构和功能，构建出类似大脑的网络模型，实现更高效、更智能的信息处理。简单说，它研究的是如何去“懂脑、仿脑、连脑”，它引领着未来智能计算的发展方向。

● 中国脑计划

我国瞄准全球科学发展新热点和科技竞争新趋势，高度重视脑科学和类脑智能的战略布局，早在2005年，《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》中对脑科学与认知科学研究做了战略规划。2016 年，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》将“脑科学与类脑研究”列为国家重大科技创新和工程项目。2021年，科技部发布了《科技创新2030——“脑科学与类脑研究”重大项目2021 年度项目申报指南》，外界称之为“中国脑计划”（CBP），概括为两个研究方向：以探索大脑秘密、攻克大脑疾病为导向的脑科学研究以及以建立和发展人工智能技术为导向的类脑研究。相较其他国家的“脑计划”，如美国BRAIN计划、欧盟HBP计划、日本Brain/Minds计划、加拿大CBRS战略等，中国脑计划在学科体系构建、科学目标设置、项目组织实施、产业化方向上走出了自己的特色。

● 脑计划的成果

脑科学的研究成果已经广泛应用于医学、教育、心理健康、人工智能等多个领域。在医学方面，脑科学的进步推动了神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病）和精神疾病（如抑郁症、焦虑症）的早期诊断与治疗方法的创新。举例：1、功能磁共振成像（fMRI）和正电子发射断层扫描（PET），实现了对大脑活动的高精度观测，不仅揭示了大脑不同区域的功能分工，还帮助我们理解了神经元网络的动态变化。2、经颅磁刺激（TMS）和深部脑刺激（DBS）等神经调控技术被用于治疗抑郁症、焦虑症和帕金森病等精神神经疾病，通过非侵入性或微创的方式调节大脑活动，从而改善症状。3、全基因组关联研究（GWAS）已经发现了多个与阿尔茨海默病、精神分裂症和自闭症等精神疾病风险相关的基因位点。

类脑研究成果的一些名词也逐渐被市民知晓，例如：

1、深度学习：受大脑神经网络启发的深度学习算法在计算机视觉、语音识别和自然语言处理等领域取得了突破性进展。这些算法通过模拟神经元之间的连接和通信方式，实现了高效的信息处理和学习。

2、神经形态计算：神经形态计算是一种模拟大脑神经元和突触的计算方式，旨在实现低功耗、高并行性和容错性的计算系统。近年来，研究者已经开发出多种神经形态芯片和硬件平台，用于处理图像识别、语音识别和机器人控制等任务。

3、脑机接口（BMI）：BMI技术通过解码大脑活动信号并将其转换为机器指令，实现了人与外部设备的直接交互。例如，利用BMI技术，瘫痪患者可以通过思考来控制假肢或电脑光标移动。

● 身边的“中国脑计划”

上海交通大学医学院松江研究院成立于2022年7月，由上海市松江区人民政府和上海交通大学医学院合作共建，段树民院士担任首任院长，立足上海交通大学医学院“脑科学研究联盟”暨上海市教委“脑认知原理解析”创新团队在脑功能和脑疾病等领域的研究优势，以承担国家科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目和共建上海交通大学医学院附属松江医院为契机，对接交大医学院“双一流”建设和交通大学“大健康”战略，切实促进脑科学与基础医学、临床医学等优势学科的深度融合，打造上海交通大学医学院脑科学计划 2.0 版。同时，研究院联动G60科创走廊生物医药、脑智科创产业群优质资源，主攻“三脑”（发育脑、精神脑、退变脑），结合神经免疫、神经代谢和神经肿瘤等新兴脑交叉方向，建成“基础-临床-产业”全链条科研平台，致力于催生重大创新性、原创性、颠覆性基础研究成果的产出，实现原始创新关键技术的重大突破，培育一批具有创新思维和国际影响力的脑科学产、学、研专业人才，助力上海生物医药及人工智能产业的高质量发展，支撑“健康上海”乃至“健康中国”和具有全球影响力的 G60 科技创新中心建设，成为中国脑科学研发策源地，未来经济持续增长、科技变革创新的新引擎。

脑科学与类脑研究，作为21世纪最具挑战性的前沿科技领域，势将更好地造福人类健康，引领经济增长、科技变革。