腦科學(xué)，被認(rèn)為是人類科學(xué)最后的前沿。雖然大腦實(shí)體只棲居于人類不大的腦袋內(nèi)，但是研究大腦并不比研究浩瀚的宇宙簡單。

在很多人還僅僅把腦科學(xué)視為科研桂冠上難以企及的明珠時(shí)，已經(jīng)有幾十億美金的資金流入腦科學(xué)研究領(lǐng)域，這些押注者不是別人，而是各國政府。

自2013年美國開啟腦計(jì)劃以來，美國、歐盟、日本、澳大利亞、韓國等國家和地區(qū)相繼推出了各自的腦科學(xué)研究計(jì)劃，腦科學(xué)與類腦研究已成為當(dāng)前國際科技前沿的熱點(diǎn)領(lǐng)域，被各國視為未來新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)和引領(lǐng)新科技的變革引擎。

但到目前為止，人類關(guān)于大腦的研究目前還相當(dāng)粗淺。紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)教授的捷爾吉·布薩基（Gyrgy Buzsáki）在新書《由內(nèi)而外看大腦》中寫道：“我們正不斷取得進(jìn)展，但問題依然非常棘手。”

面對腦科學(xué)研究，我們究竟處于黎明前的黑暗還是剛剛踏入永夜，一切還不得而知。但至少有一點(diǎn)是光明的， 目前用于大腦研究的技術(shù)正在模糊傳統(tǒng)的學(xué)科邊界，人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等計(jì)算機(jī)學(xué)正在與生物學(xué)結(jié)合探索大腦，這些新變量的加入或許能為我們帶來新發(fā)現(xiàn)。

動脈網(wǎng)通過梳理發(fā)現(xiàn)，在腦科學(xué)領(lǐng)域，除了吸引了眾多關(guān)注的阿茲海默癥，在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中，癲癇是腦科學(xué)研究一個(gè)很好的模型，尤其是在難治性癲癇中，通過腦部深電極（SEEG）獲得的“深腦信號”為腦科學(xué)研究提供了大量稀缺的腦部信號。顯然，在腦電數(shù)據(jù)大規(guī)模產(chǎn)生的時(shí)代，依靠人工的數(shù)據(jù)處理方式已經(jīng)無法應(yīng)對，AI的介入帶來了新的數(shù)據(jù)發(fā)掘方法。

其實(shí)這并不是AI通過癲癇研究腦科學(xué)領(lǐng)域的唯一切口， 在科研之外，AI＋腦電在商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化方面，有哪些切入路徑？存在多大的想象空間？動脈網(wǎng)進(jìn)行了梳理。

國內(nèi)腦電研究的一體兩翼如何展開

腦科學(xué)發(fā)展現(xiàn)在的階段，相當(dāng)于物理學(xué)和化學(xué)在20世紀(jì)初期的處境，科學(xué)家們在很多細(xì)分領(lǐng)域取得突破，但是重大的理解和突破尚未出現(xiàn)。目前腦科學(xué)中最關(guān)鍵的問題，是人類對腦的各種功能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作原理的認(rèn)知非常粗略，只能大致理解人類腦區(qū)和功能的關(guān)系，但更多的細(xì)節(jié)并不清楚。

腦科學(xué)的大廈尚未建成，在落實(shí)大廈基座方面，我們需要更基礎(chǔ)的腦科學(xué)理論。這也和我國腦計(jì)劃的重點(diǎn)相符。2019年前后，經(jīng)過長達(dá)五年多時(shí)間的醞釀，中國在科學(xué)界形成“一體兩翼”腦計(jì)劃研究方向的基礎(chǔ)共識。

中國腦計(jì)劃“一體兩翼”關(guān)注“腦科學(xué)的基本問題；腦疾病的診斷治療；腦啟發(fā)的人工智能”。

“一體”即“認(rèn)知腦”，關(guān)注和理解人類大腦的認(rèn)知功能是怎么來的。核心是認(rèn)知腦區(qū)結(jié)構(gòu)和功能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)質(zhì)，嘗試闡明大腦如何工作。

正如中國腦計(jì)劃的領(lǐng)軍者和倡導(dǎo)者蒲慕明院士所描述的“我們看到計(jì)算機(jī)，要分析它的功能就必須知道計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)，對于大腦的功能我們必須要知道大腦的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這就叫做‘全腦介觀神經(jīng)聯(lián)接圖譜’，也是我們這個(gè)大計(jì)劃的關(guān)鍵部分”。

兩翼，則指向“保護(hù)腦”和“創(chuàng)造腦”兩大主攻方向。

其中，“保護(hù)腦”主要是更好地診斷和治療各類重大腦疾病，包括阿爾茨海默癥、癲癇、帕金森、抑郁癥等疾病，在神經(jīng)系統(tǒng)疾病這條賽道上，將有機(jī)會誕生千億獨(dú)角獸。

“創(chuàng)造腦”主要實(shí)現(xiàn)類腦人工智能的研究與開發(fā)，核心戰(zhàn)略目標(biāo)是開發(fā)仿腦計(jì)算機(jī)，將由兩部分組成：一是發(fā)展腦型器件和結(jié)構(gòu)；二是腦型信息產(chǎn)生和處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)。

中國腦計(jì)劃的巨大價(jià)值在于其在未來五到十年的持續(xù)實(shí)施，會全力推動人工智能與腦科學(xué)的深度融合發(fā)展，其研究成果，將會極大的促進(jìn)類腦人工智能技術(shù)的發(fā)展，這一領(lǐng)域的研究突破，將引領(lǐng)新一輪的科技革命。

癲癇成為腦科學(xué)研究的先導(dǎo)領(lǐng)域

在一體兩翼中，哪一領(lǐng)域研究較為迫切？答案無疑是對重大腦部疾病進(jìn)行診斷和治療。

據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)，包括阿爾茨海默、帕金森、癲癇、精神分裂、抑郁癥在內(nèi)的各種神經(jīng)類和精神類疾病在內(nèi)的腦相關(guān)疾病，是所有疾病里社會負(fù)擔(dān)最大的疾病，占到28％以上，并已超過心血管、癌癥，成為影響人類生存質(zhì)量的首要疾病。

因此，重大腦疾病的診斷、治療與干預(yù)，將成為各國腦計(jì)劃中，最具現(xiàn)實(shí)意義與未來價(jià)值的先導(dǎo)領(lǐng)域。

眾所周知，人類大腦蘊(yùn)含近1000億個(gè)神經(jīng)元，大腦網(wǎng)絡(luò)異常復(fù)雜，神經(jīng)元數(shù)目眾多，而每個(gè)神經(jīng)元的放電模式、編碼模式、信息處理方式均不一樣。所以，要理解這個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)如何工作，首先需要能有對人類大腦活動數(shù)據(jù)持續(xù)記錄的手段和工具。隨著科學(xué)界對腦電的記錄、提取、分析和研究，越來越多對于大腦的深度認(rèn)知被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。

那么在眾多腦部疾病里，哪類腦部疾病，對促進(jìn)腦部認(rèn)知和類腦智能研究最具潛力？

癲癇無疑是腦科學(xué)研究一個(gè)很好的模型。

與阿爾茨海默、帕金森等退行性功能神經(jīng)疾病以及抑郁癥等精神疾病不同，在眾多腦部疾病當(dāng)中，癲癇是一個(gè)跨種族、年齡與性別，貫穿個(gè)體全生命周期的腦部慢性疾病。

導(dǎo)致癲癇的病因多種多樣，有先天基因缺陷，也有后天發(fā)育、腦部內(nèi)外創(chuàng)傷等，但歸結(jié)一個(gè)核心特征即顱內(nèi)特定腦區(qū)（致癇區(qū)）出現(xiàn)神經(jīng)元突發(fā)性異常放電，通過神經(jīng)傳導(dǎo)通路傳導(dǎo)至全腦各個(gè)功能區(qū)，并最終導(dǎo)致短暫的大腦功能障礙和身體機(jī)能失能。

正是由于癲癇發(fā)作特性所形成的對特定腦區(qū)短暫的功能剝奪，使人類能透過癲癇發(fā)作，借助某些特定手段（如SEEG腦電極）有效記錄癲癇發(fā)作期間，異常腦電在大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的傳導(dǎo)路徑，以及特定腦區(qū)功能喪失前后的特征對比，癲癇每一次的發(fā)作，無疑都對人類“認(rèn)知大腦”提供了極其寶貴的“深空信息”。

如果人類對于大腦的研究被稱為是自然科學(xué)中最后一塊疆域，那么對癲癇的研究則是人類探索最后一片疆域的路標(biāo)。此外，癲癇研究還具有深遠(yuǎn)的社會意義。

世界衛(wèi)生組織的報(bào)告《癲癇：公共衛(wèi)生的當(dāng)務(wù)之急》中指出癲癇是世界最常見的慢性神經(jīng)系統(tǒng)疾病之一，影響全世界各個(gè)年齡約5500萬人，癲癇對國家、社會、醫(yī)療系統(tǒng)、病人家庭與病人來說都是長期而巨大的負(fù)擔(dān)。

在發(fā)展中國家，由于人們對癲癇缺乏正確認(rèn)識及醫(yī)療資源匱乏，大多數(shù)癲癇患者得不到合理有效的治療，存在很大的“治療缺口”。我國活動性癲癇患者的治療缺口達(dá)到63％。據(jù)此估算我國大約有400萬左右活動性癲癇患者沒有得到合理的治療。

尤其是手術(shù)治療手段，我國有超過1000萬癲癇患者，約占總?cè)丝诘?‰左右。其中，約300萬患者屬于無法依靠藥物治療有效控制病情的難治性癲癇，這批患者需要借助更為前沿的外科手段來輔助治療。

盡管抗癲癇藥物的數(shù)量在過去20年里大幅增加，但約有三分之一的患者仍然對藥物治療產(chǎn)生抗藥性。雖然外科手術(shù)的效果有所改善，一半以上的手術(shù)患者長期免于癲癇發(fā)作，但仍只有一小部分耐藥患者接受了癲癇手術(shù)。