脑科学“出圈”

文 | 钛媒体 科技指北

研究人类大脑，给大脑植入芯片，攻克更多未知，正成为人类的下一个梦想，更让脑科学成为本世纪最重要的前沿科学之一。

 企业家马斯克，通过商业公司运作产品研发，并凭借个人影响力，让脑科学研究的应用之一——脑机接口应用向更多大众“出圈”。

在中国，脑科学基础研究领域的捐赠名单在不断的拉长：中国知名企业家陈天桥，以慈善的方式先后在国内外的脑科学基础研究领域进行捐赠；IDG资本在十年前就资助了清华、北大、北师大三所高校脑科学研究院的落地。

 2011年，在清华大学百年校庆之际，IDG创始人麦戈文先生与清华大学签署协议，成立了清华大学-IDG/麦戈文脑研究所。同年十一月，又成立了北京大学和北京师范大学麦戈文脑科学研究院。

十年后的今天（2021年4月22日），再次适逢清华大学110周年校庆，“IDG资本-清华脑科学发展基金捐赠仪式”在清华大学隆重举行，双方的合约再次延续。

截至目前，麦戈文先生及IDG资本已累计向清华、北大、北师大IDG/麦戈文脑研究院捐赠了2亿人民币，未来还将继续捐赠，预计每年不少于2000万人民币，并计划不断增加。就在这条新闻发布后不久，获得了官方媒体的隔空“点赞”。

在IDG资本的助力下，过去十年间，清华大学-IDG/麦戈文脑研究所已建成近20个独立实验室，有三百多名在读研究生与博士后，研究成果频繁在核心期刊发布学术成果。

钛媒体App注意到，在这份“清华-IDG/麦戈文脑科学联合研究院2020年成绩单”上，14个方向的脑科学研究成果涵盖了“动物感知机械力的神经机制”“双向情感障碍”“丘脑网状核功能异常导致孤独症、精神分裂症等疾病的发生”等内容。

换句话说，这家顶尖研究院和捐赠方IDG资本，再次回答了这个备受关注的问题——“脑科学研究的攻坚，究竟有什么用”。

数据显示，全球脑疾病患者的数量如今已高达数千万，人类社会为此付出了难以估量的代价；另一个更让人痛心的数据是，全世界40%死于脑卒中的患者都在中国。未来，阿尔兹海默症、自闭症、抑郁症等这些在中国呈上升态势、严重困扰个人健康和家庭幸福的精神疾病，将有望通过脑科学的研究得以攻破。

正如中科院院士杨雄里在2018年所提出，“脑科学正处于发展的关键时期，一方面是研究发展的态势迅猛，另一方面是面临强烈的社会需求。”

“冷门”学科如今走入大众视野

据杨雄里院士回忆，脑科学作为一门独立的综合性学科诞生于上世纪60年代初。

之前的研究比较“冷门”，近几年，随着脑成像、生物传感、人机交互以及大数据等新技术不断涌现，脑科学与类脑研究一跃成为国际科技前沿的热点领域，甚至因为明星项目的出现，逐步被大众所熟知。

脑科学研究意义重大，世界各国相继从国家层面启动研究计划，例如美国2013年开启“创新性神经技术大脑研究”计划、日本2014年实施“Brain/MINDS计划”，同样是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”。

2015年，我国经过多年酝酿，最终确定了“一体两翼”的“脑计划”，涵盖认识脑、保护脑和模拟脑三个方面，即以认识脑认知原理（认识脑）为主体，以脑重大疾病诊治（保护脑）和类脑计算与脑机智能（模仿脑）为两翼。

这一提法基本上高度概括了我国现阶段脑科学的研究范围，并写入《“十三五”国家科技创新规划》中，2016年8月，“脑科学和类脑研究”被列入我国“国家重大科技创新和工程项目”。

人类的大脑，至今仍有很多“未解之谜”，这是因为，人脑内有约1000亿个神经元，这些神经元又非常精确地组装成一个个神经环路，每个神经环路无时不在高效运转，使它看上去像一台超级计算机的CPU，但这套“系统”过于精细化和高度复杂，即使目前的研究水平，也无法弄清它的很多运作机理。

“脑科学的研究意义深远，因为不仅关乎着人类的健康和福祉，也关乎着未来大国竞争中的生产力和科技制高点”，清华大学-IDG/麦戈文脑科学研究院院长时松海教授这样总结。

据他描述，研究院是一个朝气蓬勃的团体，“从2个果蝇实验室，到13个小鼠实验室，再到2个雪貂及灵长类实验室，目前已拥有了20个独立实验室，300多名在读研究生与博士后。”研究院也没有采用传统意义上的细胞和分子层面的脑科学研究，而是将“最先进的工程科学技术的新发现和新进展应用到脑科学的研究中去。”

由于脑科学是一门跨专业的学科，所以清华大学-IDG/麦戈文脑科学研究院里有针对疾病的研究，类似“阿尔茨海默病(AD)的原创抗体药”的研究、渐冻症致病机制的研究，以说明脑神经变化与人体病变的关联，也有发现诸如“进食是一种非常复杂而又受到精细调控的行为”的基础脑神经研究等。

此外，脑科学对于人工智能的发展也极具借鉴意义，杨雄里院士介绍，实现人工智能的两条途径：一是跟脑的工作原理毫不相关，即不考虑脑的工作机制，仅从计算科学的角度来设计和考虑；二是受脑的工作原理启发，借鉴脑处理信息、实现智能的特点来推进人工智能的研究，即类脑人工智能。

“这是两条不同的路径，但也有可能殊途同归，只要能实现人工智能都是值得鼓励的，目前，前者的研究更热门一点，后者难度更大，但意义深远。”

杨院士提及的人工智能实现的第一条路径，以阿尔法狗战胜人类职业围棋选手为起点，成为新一代人工智能浪潮的标志性事件。但在美国数学家大卫·芒福德（David Mumford）那里被评价为：“即使目前大获成功，仍然终将走向破灭。”

大卫·芒福德经历过几轮人工智能的繁荣和萧条，在他的眼里，顶级AI应该接近人类智能，现在却远未达到，目前这波人工智能的核心属于“深度学习”（Deep learning），只是“受大脑皮层真实回路的简化版启发而来的一种简单设计”，人工智能要达到类人脑的效果，只能从脑科学研究那里找答案。

做科学是场冒险，最好的还在后头

IDG资本令人熟知的身份是一家“私募股权投资机构”，迄今为止，它在全球投过超过1000家的优秀企业，对于脑科学这一国家基础科学研究的持续投入，渊源从何而来？

不得不提一个人，IDG创始人麦戈文（Patrick J. McGovern）先生。早在2000年2月，麦戈文先生携夫人向麻省理工学院（MIT）捐款成立了MIT麦戈文脑科学研究院，由此开启了IDG与脑科学长达21年的合作之旅。

麦戈文与中国脑科学的渊源始于2011年——麦戈文先生与清华大学签署捐赠协议，成立了清华大学-IDG/麦戈文脑科学研究院，同年又相继和北京大学、北京师范大学合作共建IDG/麦戈文脑科学研究院。如今，接棒麦戈文，熊晓鸽担起了助力中国脑科学研究的重任。

熊晓鸽回忆，“当时麦戈文先生想在亚洲成立一所脑科学院，在欧洲再成立一所。当时日本比较积极，有五所学校写了申请。而我一定是希望建在中国，就安排他到清华、北大谈。”

这份原始的初心，在客观上支持了我国的脑科学研究。多数基础科学研究，离大众相对遥远，离生活也很远，往往又是“不直接解决具体问题”的研究，就好像牛顿力学不教人盖房子，但却是盖房子的土木工程学的基础一样。

但一个国家越重视创新，就越不能以“是否有用”来衡量基础科学研究的投入。任何一个国家对基础科学的持续投入，都需要决策层和学术界具备长远的目光。熊晓鸽在4月22日的捐赠仪式致辞中，引用麦戈文先生的话，“很难预测科学结果会是什么，因为这是一个冒险的旅程。最好的还在后头。”

这注定了科研院校长期要坐的“冷板凳”，更需要国家层面的支持，人才教育的规划就是其中之一。与此同时，基础科学的研究也需要资金的持续支撑。在我国高校里，等着国家经费的基础科学项目不少，然而，按照国家统计局的数据，“十三五”期间，我国基础研究经费增长近一倍，2019年达到1336亿元，占全社会研发支出的比重首次突破6%，到了“十四五”，国家计划将基础研发经费提升至8%。

一些科研人员也评价，近些年，国家的持续投入的确让科研工作改善了很多，5%~6%的基础研发经费基本能“解决温饱”。以获得IDG资本捐助的清华、北大、北师大的IDG/麦戈文脑科学研究院为例，目前已经能保证研究经费与国际水平持平。这不仅为这三所高校在脑科学的研究上吸收世界一流的人才，同时也为各类科研实验室提供了创新的驱动力。

把4月22日另一则新闻放在一起来看——清华大学“集成电路学院”正式成立，国家对学术科研人才的培养前所未有的重视。如中央高层领导在清华110周年的讲话提到，“要提升原始创新能力，一流大学是基础研究的主力军和重大科技突破的策源地”。

基础科学研究的春天到来了。

（本文作者科技指北，编辑葱葱，原文首发钛媒体APP公号。）