文｜動脈橙果局
前言：發(fā)布第一篇“醫(yī)療相關國家重點實驗室”盤點文章后，橙果局收到了諸多來自國內(nèi)早期投資機構、企業(yè)BD部門的反饋。產(chǎn)業(yè)界對這些實驗室的關注讓橙果局更加堅定的認為，“醫(yī)療國家重點實驗室”相關的文章有必要系統(tǒng)性的做下去，僅僅一篇淺薄的描述，無法展現(xiàn)出這些頂級實驗室的實力與研究重點。
因此，在接下來的日子里，橙果局將逐步以行業(yè)為單位，繼續(xù)對“醫(yī)療相關國家重點實驗室”進行進一步的分析?！靶袠I(yè)與國家重點實驗室”的第一篇，從腦科學開始。
人腦是自然界最復雜的系統(tǒng)，1000億個神經(jīng)元、500萬億個突觸，以及氨基酸、多肽和蛋白質(zhì)所構成的神經(jīng)遞質(zhì)等多種復雜因子構成了這個高級認知的器官，賦予了人類智慧、學習能力和可塑性。
同時，大腦相關的疾病也是復雜的。大多數(shù)重大腦部疾病都源于腦功能網(wǎng)絡的某種病變，由于缺乏對發(fā)病機制和神經(jīng)認知機制的認知，大多數(shù)腦部疾病缺乏有效的診療手段。
迄今為止，在人類生命體的研究中獲諾貝爾獎最多的是腦科學，但大腦這個由上千億神經(jīng)細胞組成的器官與人體的關聯(lián)至今還未被完全參透。
在此背景下，腦部疾病成為重大醫(yī)療健康和社會問題。據(jù)統(tǒng)計，全球腦疾病患者約占全部疾病的11%，社會負擔接近人類疾病總負擔的30%。其中，我國各種腦疾病患者人數(shù)近1.3億，其中阿爾茨海默癥983萬，12歲以下自閉癥兒童超過200萬（每年新增20萬），抑郁癥患者超過5000萬。已成為重大公共衛(wèi)生問題、社會問題和民生問題。
于是，腦科學成為了各國的研究重點。從2013年開始，美國、歐盟及日本陸續(xù)開展腦科學計劃：歐盟率先啟動10億歐元的“人腦計劃”；隨后，美國也新增45億美元的“腦計劃”。腦科學也被認為是人類未來一百年最重要的兩大前沿之一。
腦科學也是43個醫(yī)療相關的國家重點實驗室中，重要的研究方向。43個國家重點實驗室中，專注腦科學方向的有4個實驗室。
四個實驗室的固定人員累計超過230個，研究方向覆蓋腦認知到類腦技術。我們從中篩選統(tǒng)計了115位研究人員的主要研究方向，得出如下結論：
腦認知研究最受關注，產(chǎn)業(yè)與科研分工明確
根據(jù)腦科學的研究目的和定義，我們較為籠統(tǒng)的將腦科學相關的研究分為三個層面：腦認知、腦保護和腦創(chuàng)造。
腦認知，即探知大腦的功能、結構及原理，包括大腦的物理構成、生物機理和工作機能。
腦保護，即針對腦部疾病治療開展的發(fā)病機制探索，診斷、治療研究。
腦創(chuàng)造，即對大腦功能進行開發(fā)或借鑒大腦功能開發(fā)技術，如類腦研究、腦機接口等。
在這些研究人員的主要研究領域中，腦認知相關的研究熱度幾乎是壓倒性的，70的科研人員正在從事該方面的研究。腦保護相關研究次之，占整體人數(shù)的27%，而腦創(chuàng)造相關的研究占比僅3%。
這背后的原因其實老生常談，人們對大腦的認知還太少，不僅諸多腦部疾病的發(fā)病機制和發(fā)病原因不明，關于神經(jīng)細胞的起源與老化、突觸和神經(jīng)環(huán)路形成依舊存在諸多未解之謎。
國家重點實驗室作為科學與工程研究類國家科技創(chuàng)新基地，主要任務之一就是實現(xiàn)相關重要基礎原理的創(chuàng)新、關鍵技術突破或集成；或積累基本科學數(shù)據(jù)，為相關領域科學研究提供支撐。腦認知是腦科學研究的第一步，也就自然是4個腦科學相關國家重點實驗室的共同關注對象。
從研究的價值來看，腦認知的相關研究是腦科學的底層建筑。只有對大腦實現(xiàn)充分的認知，腦部疾病的治療和預防才有跡可循。同樣的，也只有滿足對神經(jīng)元、神經(jīng)突觸傳遞機制充分了解的情況下，類腦計算、腦機接口等腦創(chuàng)造技術才得以誕生和應用。
因此，我們可以看到科研單位和產(chǎn)業(yè)內(nèi)的企業(yè)在腦科學的研究方向上有著明確的分工?？蒲袉挝痪劢沟讓拥哪X認知研究和應用層面的腦保護研究，而企業(yè)端則在腦創(chuàng)造環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出多元化趨勢。
產(chǎn)業(yè)內(nèi)腦科學相關企業(yè)主要業(yè)務方向
腦成像、電生理技術、多組學研究是重要手段
人腦是一個錯綜復雜的超級CPU，構成精巧而復雜。由于無法通過捐贈的樣本獲得神經(jīng)信息傳遞和認知相關的信息，針對人腦相關的實驗研究實施難度較大。這些實驗數(shù)據(jù)的獲取可通過侵入性和非侵入性的檢測手段獲取。
非侵入性手段中，腦成像技術被廣泛使用。通過腦成像技術，研究人員可以從外部“看到活體腦的內(nèi)部”。這些腦成像方法可以幫助科研人員理解腦特定區(qū)域與其功能之間的關系，對受神經(jīng)疾病影響的腦區(qū)進行定位，發(fā)明新方法治療腦部疾病，在腦認知研究中發(fā)揮著重要作用。
電生理技術是腦成像研究中比較常見的侵入性檢測技術。電生理技術的優(yōu)勢在于可直接評估神經(jīng)活動的能力、對比間接代謝信號；也可以從單個細胞到整個大腦的多空間尺度記錄；甚至通過神經(jīng)刺激確定因果效應。
電生理技術是歷史上第一個測量大腦活動的技術，可以對大腦網(wǎng)絡中如何在生物學上實現(xiàn)功能性通信提供獨特的見解，從而在廣泛的時間范圍內(nèi)實現(xiàn)復雜的行為分析。
通過交叉的科學技術和方法，電生理技術為研究大腦系統(tǒng)的神經(jīng)動力學提供了獨特的途徑。
而多組學分析技術則能夠通過動物模型和實驗樣本對腦部疾病的發(fā)病機制實現(xiàn)更多維度的解析。部分神經(jīng)退行性疾病與腦部蛋白的異常折疊、細胞分化和老化存在關系，發(fā)病機制復雜。
多組學整合數(shù)據(jù)分析則能夠使研究人員對疾病發(fā)生的過程和分子機制的深刻理解，從層面上的研究逐步走向完善。在整個生命科學領域，多組學整合數(shù)據(jù)分析不僅僅是數(shù)據(jù)的拼接，更是對生物學解釋的深入研究，為基礎生物學以及疾病研究提供新思路。
當然，科研人員不僅是以上技術的使用者，也是技術的發(fā)明者。一方面，他們利用成熟的成像技術去認知大腦，另一方面也通過技術創(chuàng)新反哺產(chǎn)業(yè)，以產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)的分析技術。
腦保護：腦部退化類疾病最受關注
腦部疾病可以分成四個大類，一是腦部退化類疾病，如老年癡呆癥、帕金森綜合癥、震顫性麻痹和運動神經(jīng)元疾病、聽力衰退等等對病患身體活動能力傷害巨大的疾?。欢且钟舭Y、情緒問題、精神分裂等精神疾病，這類疾病對認知和情感能力造成損害；多動癥、孤獨癥等兒童腦智發(fā)育問題；四是腦部腫瘤等代謝異常疾病。
這幾類疾病中，腦部退化類疾病是研究人員關注最多的。其次則是抑郁癥、精神分裂等認知和精神疾病。
腦部退化類疾病相關研究主要圍繞發(fā)病機制和藥物研發(fā)展開，這些疾病大多是產(chǎn)業(yè)界藥物研發(fā)高地。由于對疾病發(fā)病機制和發(fā)病原因認識不充分，大部分腦部退化類疾病仍然缺乏有效的診療方案，甚至阿爾茲海默病的藥物研發(fā)至今被視為藥物研發(fā)的修羅場。
作為重倉基礎研究的科研單位，國家重點實驗室對疾病認知研究的重視在情理之中。研究成果一方面是讓人們對疾病有更進的認知，另一方面也是為產(chǎn)業(yè)內(nèi)后續(xù)治療藥物（藥物靶點）、診斷產(chǎn)品（生物標志物）的研發(fā)提供思路和依據(jù)。
心理和情緒疾病在早年間一度被歸類為社會科學，即人們更多以為這類疾病的發(fā)生與神經(jīng)認知和遺傳沒有太多相關性，臨床診療也缺乏檢測級別的金標準。
但隨著對大腦認知的深入，社會行為、情緒問題和精神疾病與神經(jīng)認知展出關聯(lián)。臨床界和科研界都更加注重這些疾病的發(fā)生與生物層面上的關聯(lián)。同時，這些關聯(lián)的揭示也在為此類疾病的治療提供支撐和證據(jù)，尤其是心理疾病的數(shù)字療法。
青少年腦智發(fā)育也是國家重點實驗室的重點關注方向。世界衛(wèi)生組織《全球疾病負擔研究》顯示，5歲以下嬰幼兒中每49.5人就有1人患有腦相關疾病，如自閉癥、多動癥、發(fā)育障礙等。在中國，早產(chǎn)兒篩查異常率高達18%。兒童青少年腦智發(fā)育是科技創(chuàng)新2030“腦科學與類腦研究”重大項目首批5個研究方向之一。
腦創(chuàng)造：涉獵研究人員較少
作為腦科學研究的下游，這幾個國家重點實驗室中從事腦創(chuàng)造相關研究的科研人員數(shù)量相對較少。
在目前統(tǒng)計到的115位研究人員中，僅醫(yī)學神經(jīng)生物學國家重點實驗室林偉教授、宋志堅教授，腦與認知科學國家重點實驗室黃龍文研究員在從事這方面的研究。
幾位科研人員的研究主要聚焦類腦人工智能科學虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)學中的應用、計算機輔助診斷與治療，以及行為調(diào)控與神經(jīng)網(wǎng)絡。不難看出，這些腦創(chuàng)造的研究其實也在反哺腦保護研究。
相比產(chǎn)業(yè)在腦創(chuàng)造領域研究但是多樣性，國家重點實驗室在腦創(chuàng)造的研究導向仍然是回顧到了腦保護。
政策、地方、科研和產(chǎn)業(yè)謝東，腦科學研究早已啟航
當然，國家重點實驗室僅僅能反應出我國腦科學研究的一部分，自“腦科學與類腦研究”被我國“十三五”規(guī)劃綱要確定為重大科技創(chuàng)新項目和工程之一以來，腦科學研究亦是國家戰(zhàn)略。
2021年，我國發(fā)布了“十四五”規(guī)劃，對腦科學的重視程度有增無減。在“十四五”規(guī)劃中提到瞄準腦科學等前沿領域，實施一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性的國家重大科技項目；并在類腦智能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領域組織實施未來產(chǎn)業(yè)孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來產(chǎn)業(yè)。
2021年，期待已久的“中國腦”計劃進入了實際落地階段?？萍疾空桨l(fā)布《科技創(chuàng)新2030——“腦科學與類腦研究”重大項目2021年度項目申報指南》，并于10月9日開始項目申報。
該指南確定了腦科學與類腦研究重大項目以5年為周期，在2021年度將圍繞腦認知原理解析、認知障礙相關重大腦疾病發(fā)病機理與干預技術、類腦計算與腦機智能技術及應用、兒童青少年腦智發(fā)育、技術平臺建設5個方面共59個研究方向，將由國家撥款經(jīng)費概算31.48億元。
在政策上，發(fā)展中國腦計劃的力度有增無減，科研單位對該研究領域的覆蓋也在持續(xù)擴大。
北京和上海分別成立了北京腦科學與類腦研究中心和上海腦科學與類腦研究中心，并啟動“腦科學與類腦智能”地區(qū)性計劃，開始資助相關研究項目；高校也紛紛成立類腦智能研究中心。這使得北京和上海逐漸成為了目前我國腦科學研究最為集中的地區(qū)。
北京腦科學與類腦研究中心涵蓋的科研單位包括：中科院、軍事科學院、北京大學、清華大學、北京師范大學、中國醫(yī)學科學院、中國中醫(yī)科學院等。上海腦科學與類腦研究中心則涵蓋中科院、復旦大學、上海交通大學、同濟大學、華東師范大學、上?？萍即髮W等。
此外，中科院體系對腦科學的布局亦不甘落后。除了目前，神經(jīng)科學國家重點實驗室、腦與認知科學國家重點實驗室外，還成立了腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心、動物模型與人類疾病機理重點實驗室和腦功能與腦疾病重點實驗室等。
2018年，教育部啟動了高等學?；A研究珠峰計劃（簡稱珠峰計劃），開始在高等學校布局建設前沿科學中心。腦科學作為前沿科學自然也被納入“珠峰計劃”，教育部先后批準立項復旦大學腦科學前沿科學中心和浙江大學腦與腦機融合前沿科學中心。
在地方，腦科學相關的研究統(tǒng)籌機構也在加緊布局。廣東省便由廣東省科技廳牽頭，依托南方醫(yī)科大學，并聯(lián)合香港科技大學、香港大學、香港中文大學、香港城市大學、澳門大學和廣州、深圳的大學與科研院所共16家單位聯(lián)合共建了粵港澳大灣區(qū)腦科學與類腦研究中心；重慶市、天津市、河南省、黑龍江省和四川省等地也成立了各自的腦科學研究中心。
除了政府機構主導的腦科學研究機構。民營研究機構也在近年發(fā)展起來。其中，最為知名的莫過于IDG麥戈文腦科學研究院，目前該機構已與北京大學、北京師范大學學、清華大學，以中科院深圳先進院和麻省理工學院麥戈文腦科學研究所聯(lián)合共建了4個腦科學研究院。
2008-2021年腦科學企業(yè)融資事件數(shù)量
在產(chǎn)業(yè)方面，腦科學的企業(yè)發(fā)展在2016年迎來了第一次拐點。形成了醫(yī)療級腦機接口及芯片、消費級腦機接口、機器人及手術設備、尖端科研設備、腦電傳感器及相關解決方案、臨床腦電大數(shù)據(jù)、腦部放射影像智能分析、數(shù)字療法等疆域。
盡管還沒有誕生Neuralink這樣的超級獨角獸，但我國的腦科學行業(yè)已經(jīng)進入一個高速發(fā)展的階段。
科研端和企業(yè)端在研究分布中呈現(xiàn)出明顯分工，科研端聚焦底層建設與應用，產(chǎn)業(yè)則更多布局下游。無形之中，國內(nèi)的腦科學領域形成了從基礎科研到應用的上下游。
在政策、地方、科研端和產(chǎn)業(yè)端的協(xié)同下，腦科學的前景毋庸置疑。它不僅是生命科學研究的終極疆域，同樣也是產(chǎn)業(yè)和科研的星辰大海。
附115位科研人員研究方向
