想要了解脑科学未来能带来哪些产业机会，首先还是必须了解脑科学目前的学科领域与研究进展。脑科学也被叫做认知科学，它是一种探索大脑是如何工作的科学——如何思考、如何记忆、如何学习等。脑科学并不仅仅指的是Elon Musk所醉心的“脑后插管”，现今的脑科学研究大致可以分为以下三个领域：脑疾病防治研究、脑机接口研究和类脑智能研究。其中：● 脑疾病防治指对科学家通过总结大脑活动的一般规律，对人们可能出现的重大脑疾病做出诊断和干预；● 脑机接口是通过电极或其他手段，获取大脑神经活动的信息，通过机器学习的处理和模式识别，转换成指令从而控制其他设备；● 类脑智能则是指类脑计算机器人、大数据处理等方面的研究和开发。在这些不同的方向上，研究脑科学又各能产生哪些价值？ 「脑科学研究的应用价值」防治重大脑疾病通过建立对大脑工作机制的科学认知，首先能为我们带来价值的，就是未来可能能找到防治各类重大脑疾病的治疗方法。如何维持健康的大脑发育以及智力发育，都是非常重要的社会问题。在所有的脑疾病中，幼年期的自闭症或者孤独症和智障，中年期的抑郁症和成瘾，老年期的阿尔茨海默症和帕金森症等退行性脑疾病等，都属于重大脑疾病。对于重大脑疾病的的诊断和干预，会成为未来数十年脑科学领域一项非常重要的研究内容。根据世界卫生组织的统计，包括各种神经类和精神类疾病在内的脑相关疾病，是所有疾病里社会负担最大的，占到了28%，超过了心血管疾病和癌症。社会结构的变化，也让脑疾病对未来社会发展的挑战持续上升。中科院院士、中科院神经科学研究所所长蒲慕明就曾表示：“中国已进入老龄化社会，防治各种与老龄化相关的脑疾病迫在眉睫。以阿尔茨海默症为例，假如没有很好的治疗方法，在85岁以上的老年人中，平均1/3的人有发病的可能。”中科院神经科学研究所所长蒲慕明院士蒲慕明也曾提到过，如果我们通过脑科学的研究找到治疗方案，能够在15年之后，把老年痴呆的发病期从85岁延缓到95岁，对社会而言就是一个巨大的贡献。此外，将脑科学应用在军事领域也是各国目前在探索的方向之一。相较于漫威电影中天马行空的想象，目前在军事方面的研究，更关注的是如何帮助军事人员提高健康防护水平、增强军事认知效能。中国军事科学院研究员吴海涛就曾撰文指出，即便是在目前的技术水平下，“创伤性脑损伤，和以创伤后应激障碍综合征为代表的军因性脑损伤仍将大量存在。”所以，把脑科学应用在军事领域，开发脑保护与认知增强方面的新型技术手段，就有机会为军事作业提供更多人道保障。人机思想互动除了脑疾病以外，类似Neuralink所做的人机思想互动方向，也可能在医疗健康方面为我们带来不小的贡献。如果人机思想互动所使用的脑接口技术能够在未来成熟并得到推广，人类就可以通过大脑间的直接交流交换思想，用思想控制机器更是不在话下。那么，脑机接口就有望帮助癫痫、渐冻症等病症患者恢复感觉和运动功能，在神经系统疾病的治疗当中也大有可为。从技术层面来看，脑机接口本质上是一种全新的信息沟通与交互界面，目前主要分为侵入式和非侵入式两大类。这两种方式各有优劣，侵入式更精确，可以编码更复杂的命令，比如三维运动，但手术创伤不可避免；非侵入式电极这种头皮贴片虽然方便，无需开颅植入，但是能探测到的脑电信号范围和精确度有限。本次Neuralink的突破就出现在侵入式的领域中：通过激光「打孔器」，和「缝纫机」，将一条只有人头发丝 1/4 粗细的线路植入脑中，以类似微创手术的方式，将侵入式的解决方案对脑部的损伤降到最低，让侵入式的方案更有可能被人们接纳。Neuralink打孔器干起活来有点像缝纫机实现类脑智能脑科学的另外一个重要应用方向是类脑智能，也是我们所更为熟悉的人工智能的一个分支方向：人工智能目前存在两条技术发展路径，一条是以模型学习驱动的数据智能，另外一条是以认知仿生驱动的类脑智能。当前阶段，人工智能发展的主流技术路线是数据智能，但是数据智能存在局限性，比如数据智能需要海量数据和高质量的标注、高度依赖模型构建、计算资源消耗大、仅能解决特定场景的问题等。之所以会有这些局限，是因为目前计算机普遍采用的图灵机模型取决于人对物理世界的认知程度，从根本上限制了机器描述问题、解决问题的程度。计算机程序是预先设定好的，无法根据环境和需求变化进行自我演化。类脑智能以认知仿生驱动，可以自我演化类脑智能则有效突破了图灵机的局限和不足，是人工智能发展的必要路径，它受脑结构与机制、认知行为机制启发，以计算建模为手段，意图通过软硬件协同实现机器智能。举例来说，类脑智能可处理小数据、小标注问题；自主学习、关联分析能力强；通过模仿人脑可实现低功耗；逻辑分析和推理能力较强，具备认知推理能力；时序相关性好，更符合现实世界。类脑智能甚至可能解决通用场景问题，最终实现强人工智能和通用智能的构想。有研究者预测，在未来二十到三十年内，可能会出现能够通过新的图灵测试的、具有通用人工智能的类脑人工智能。类脑智能的成熟可以帮助科学家制造人造大脑，它的存储密度将赶上甚至超过生物大脑，能耗却更低，直接催生更智能的机器人、自动驾驶汽车、医疗诊断等人工智能交互系统。英国科学家图灵提出了判断机器是否能够思考的“图灵测试” 「国内外的研究：政府和学术界主导」面对在研究上还有重重大山、但未来应用前景和价值无限的脑科学领域，包括美国、欧盟、日本、澳大利亚在内的国家，都设立了脑科学研究计划。大家的发展方向大体一致，发力点各不相同。美国侧重于研发新型脑研究技术；欧盟主攻以超级计算机技术来模拟脑功能；日本聚焦以狨猴为模型研究各种脑功能和脑疾病的机理；我国则提出了“一体两翼”结构的中国脑计划。美国创新性神经技术大脑研究计划2013年，美国时任总统奥巴马宣布启动“创新性神经技术大脑研究”计划（Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) Initiative），通过绘制脑部动态图像的方法，研究大脑功能和行为的复杂联系，了解大脑对大量信息的记录、处理、应用、存储和检索的过程，帮助研究人员找到治疗、治愈甚至防止老年痴呆症、创伤性脑损伤等脑部疾病的新方法。日本神经科学研究计划2014年，日本科学家发起了神经科学研究计划（Brain Mapping by Integrated Neurotechnologies for Disease Studies，Brain/MINDS）。Brain/MINDS计划另辟蹊径，想要通过融合灵长类动物狨猴多种神经技术的研究，弥补曾经利用啮齿类动物研究人类神经生理机制的缺陷，建立狨猴脑发育和疾病发生的动物模型。欧洲“人类脑计划”欧洲“人类脑计划”更强调对数据的收集和使用同样是在2013年，欧盟推出了由15个欧洲国家参与、预期10年的“人类脑计划”（Human Brain Project，HBP）。与美国不同的是，欧洲“人类脑计划”侧重于通过超级计算机技术来模拟脑功能，以实现人工智能。他们想通过实验收集的分子的、细胞的、解剖学等数据复制大脑的详细信号，再应用到计算机技术上，而非发展脑认知方面的研究成果。由于经费有限，欧洲的“人类脑科学计划”推出不到一年，就决定不再资助脑认知研究。虽然这个决定遭到欧洲脑科学领域多达150名科学家的联合抵制，但是脑认知领域从欧洲HBP计划中割裂出去，却已经成为既定的事实了。“一体两翼”结构的中国脑计划中国在2015年正式确定了具有“一体两翼”（One body two wings）结构的中国脑计划。这项计划面向世界智能科技前沿和“健康中国2030”的战略需要，从认识脑、保护脑和模拟脑三个方向展开研究，逐步形成以脑认知功能的解析和技术平台为一体，以认知障碍相关重大脑疾病诊治和类脑计算与脑机智能技术为两翼的“一体两翼”研究布局。中国脑计划的“一体两翼”结构研究布局“一体两翼”中的主体结构是要弄清楚脑认知功能的神经基础，包括大脑的联接图谱和结构图谱，并在此基础上搭建各种平台，帮助解析上述图谱的功能。计划的一翼要做脑疾病的诊断与治疗，形成各种新型的医疗产业。另外一翼则是类脑人工智能、类脑计算、脑机接口等与人工智能相关的新技术，这些技术对未来的人工智能产业能够产生重大影响。相比于国际社会，中国脑计划酝酿多年才最终确定，不过也是目前公认的最好方向。 「产业落地进展」类脑芯片争夺战相较于脑疾病、人机互动等领域，在人工智能领域的热度推动下，类脑智能产业落地更为迅速。看到了类脑智能的巨大优势，最近十年除了政府和学术界以外，世界上各大互联网、商业机器公司和新兴的创业公司纷纷开始有所动作，研发类脑芯片。2014年，IBM研究院率先开发出了第二代神经突触芯片“IBM TrueNorth”。一台TrueNorth处理器由54亿个连结晶体管组成，构成了包含100万个数字神经元阵列，可通过2.56亿个电突触彼此通信。
深响