華山醫(yī)院院長、天橋腦科學(xué)研究院轉(zhuǎn)化中心主任毛穎教授（左）和中國科學(xué)院院士段樹民（右），線上是美國科學(xué)院院士、天橋腦科學(xué)研究院加州理工學(xué)院腦機接口中心主任理查德·安德森（Richard Andersen）教授
（圖片來源自TCCI）
6月25日上午，“對話大腦”（Brain Talk）院士論壇第一講在上海舉辦。（點擊鈦媒體App直播間可以查看回放）
這一論壇由天橋腦科學(xué)研究院（Tianqiao and Chrissy Chen Institute，TCCI）轉(zhuǎn)化中心與中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會神經(jīng)外科學(xué)基礎(chǔ)與臨床分會共同主辦。中國科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)腦科學(xué)轉(zhuǎn)化研究院院長段樹民院士，美國科學(xué)院院士、天橋腦科學(xué)研究院加州理工學(xué)院腦機接口中心主任理查德·安德森（Richard Andersen）教授以及華山醫(yī)院院長、天橋腦科學(xué)研究院轉(zhuǎn)化中心主任毛穎教授探討了腦機接口技術(shù)的最新進展。
TCCI創(chuàng)始人陳天橋說，推出“對話大腦”論壇，是希望倡導(dǎo)一種“打破砂鍋問到底”的科學(xué)精神，讓青年科學(xué)家追問國際大咖，讓非專業(yè)人士追問科學(xué)家，吸引更多的科學(xué)家共同探索腦科學(xué)的邊界，吸引更多的公眾共同關(guān)心和支持腦科學(xué)。
在現(xiàn)場，神經(jīng)領(lǐng)域的全球頂尖專家一致認為，腦機接口目前重點聚焦大腦修復(fù)，如果要取得更大的進展，需要多學(xué)科領(lǐng)域的交叉研究，材料學(xué)和工程學(xué)方面的能力必不可少，而且倫理問題需要十分關(guān)注，專家都希望跨學(xué)科人才加入腦科學(xué)行列。
段樹民院士在演講中表示，生物學(xué)對于大腦的研究當然非常重要，但是我們越研究到后面越發(fā)現(xiàn)，人腦的機制太過復(fù)雜，生物學(xué)知識僅占了其中的一小部分，有更多的未解之謎需要我們通過交叉學(xué)科的研究來探索和解決。所以學(xué)院中特別希望有更多的跨學(xué)科人才，比如學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、計算機的人才加入進來，加速腦科學(xué)的研究。
安德森教授也贊同段樹民院士提倡的腦科學(xué)的發(fā)展需要交叉學(xué)科研究人才。他指出，最近發(fā)現(xiàn)量子科技能夠很好地與腦機接口技術(shù)相結(jié)合，中國有非常優(yōu)秀的量子科技人才，歡迎他們加入腦科學(xué)研究行列。
段樹民院士還從生物智能與機器智能出發(fā)，探討了腦機接口對人類大腦功能的擴展前景，提到了人工智能可以從人腦現(xiàn)有的優(yōu)勢如自我意識、創(chuàng)造性和情緒情感進行研究上的突破。
段樹民表示，過去對大腦的研究主要停留在微觀層面，從分子細胞水平去研究大腦已經(jīng)很清楚了，包括大腦細胞如何發(fā)現(xiàn)、傳遞信息等，但仍然不能說已經(jīng)知道“大腦如何工作”，這主要是因為缺乏神經(jīng)環(huán)路的研究，這是腦高級功能研究的關(guān)鍵點和難點所在。
他認為，目前在分子細胞水平上對大腦的研究已經(jīng)較為透徹，但由于缺少對神經(jīng)環(huán)路的充分了解，我們目前還無法完全了解大腦的運作機制。他分享了應(yīng)用于動物實驗研究神經(jīng)環(huán)路的最新技術(shù)如光遺傳學(xué)技術(shù)，展示了使用光遺傳學(xué)技術(shù)，已經(jīng)可以精確地實時控制小鼠的睡眠與喚醒，恐懼情緒、以及攻擊行為等。
“以往，我們認為神經(jīng)元系統(tǒng)是一個巨大的網(wǎng)絡(luò)，沒辦法進行研究，但近些年腦科學(xué)技術(shù)的大力發(fā)展，光遺傳操控、標記及跨突觸追蹤等新技術(shù)出現(xiàn)，使得我們可以在神經(jīng)環(huán)路研究方面有了新的研究進展。”段樹民說。
中國科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)腦科學(xué)轉(zhuǎn)化研究院院長段樹民院士
段樹民在演講中展望了腦機接口的未來“幸福腦”，即不僅應(yīng)用在病人身上，更要造福于普通百姓，比如通過調(diào)控大腦內(nèi)的獎賞機制，提升普羅大眾的幸福感。但他同時表示，“幸福腦”并不是說通過情緒調(diào)控，讓大腦只感知和產(chǎn)生快樂和幸福的意識或情緒，喜怒哀樂都是情緒的組成部分會對大腦的全面發(fā)展有重要的作用，一般來說大腦是可以承受的。我們要研究的是，如何緩解特別痛苦、已經(jīng)嚴重影響身心健康的情緒，提升精神和心理健康水平，比如治療創(chuàng)傷應(yīng)激癥等精神疾病。
在談到腦機接口目前面臨的最大挑戰(zhàn)時，段樹民院士稱，腦機接口涉及大腦信息的收集、解碼以及輸出，目前最具挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)是信息的解碼，這需要多種計算機領(lǐng)域新技術(shù)的支撐。
段樹民強調(diào)，因為大腦太復(fù)雜了，僅僅從生物學(xué)無法解決許多問題，而跨學(xué)科的人才加入進來，將對整個腦科學(xué)研究的發(fā)展十分有益。
美國科學(xué)院院士、天橋腦科學(xué)研究院加州理工學(xué)院腦機接口中心主任理查德·安德森（Richard Andersen）教授在直播連線演講中指出，目前的腦機接口項目仍然重點聚焦大腦修復(fù)，對于如何增強大腦能力，包括實現(xiàn)心電感應(yīng)，仍然有很長的路要探索。
美國科學(xué)院院士、天橋腦科學(xué)研究院加州理工學(xué)院腦機接口中心主任理查德·安德森（Richard Andersen）教授
他從腦機接口幫助癱瘓病人實現(xiàn)抓取運動的研究入手，深入淺出地講解了腦機接口的主要過程，包括信號的提取、解碼和調(diào)控。Andersen教授提到研究主要關(guān)注后頂葉皮層的腦區(qū)（PPC），相較于運動皮層，PPC既能編碼運動意圖，還能編碼動作執(zhí)行。PPC還包含了運動目的的相關(guān)信息以及能夠同時參與兩側(cè)肢體的調(diào)控。他還分享了使用雙向腦機接口，通過皮質(zhì)內(nèi)微刺激讓人體產(chǎn)生本體感覺和皮膚感覺的研究，進一步讓大眾了解了神經(jīng)編碼與身體感知之間的具體對應(yīng)關(guān)系。
安德森教授強調(diào)，目前的腦機接口仍然是侵入式的有創(chuàng)解決方案，這會很大程度減少人們的接受度，未來無創(chuàng)解決方案的探索將有望大幅提升腦機接口的應(yīng)用場景。他同時提醒應(yīng)該關(guān)注倫理問題。
對于腦機接口何時可以實現(xiàn)他曾預(yù)言過的電腦與人腦合二為一，用意念就可以撥打電話、收發(fā)郵件和上網(wǎng)搜索，以及如何看待可能出現(xiàn)的倫理風(fēng)險等問題，安德森教授回答指，這些遠景涉及到的大多是功能的“增強”，而現(xiàn)在腦機接口更關(guān)注于功能的“修復(fù)”，對于大腦功能的增強的研究道路很長，但我們已經(jīng)取得了一些進展，未來我們需要向非侵入技術(shù)不斷邁進，將腦機接口的成果不僅應(yīng)用在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，更要應(yīng)用到普通人群中。
此外，人工智能、云計算等科技相關(guān)領(lǐng)域的企業(yè)高度關(guān)注腦機接口技術(shù)的進展?？苿?chuàng)板上市公司、云計算企業(yè)優(yōu)刻得創(chuàng)始人季昕華自稱是腦科學(xué)忠粉，他表示自己非常關(guān)心腦機接口未來的消費級應(yīng)用前景。
對此，安德森教授回應(yīng)稱：“腦機接口的商業(yè)化前景很大程度上仍然聚焦在學(xué)術(shù)和工程層面，但是現(xiàn)在一些企業(yè)也正在將學(xué)術(shù)研究轉(zhuǎn)化為商用產(chǎn)品。我認為材料科學(xué)和工程學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進步也有望加速研究向臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。”
據(jù)了解，“對話大腦”院士論壇主辦方之一的天橋腦科學(xué)研究院，是由盛大集團創(chuàng)始人陳天橋和妻子雒芊芊在2016年私人出資10億美元成立創(chuàng)建的，主要聚焦大腦探知、大腦相關(guān)疾病治療和大腦功能開發(fā)三大領(lǐng)域研究，旨在支持、推進全球范圍內(nèi)腦科學(xué)研究，造福全人類。
成立5年來，天橋腦科學(xué)研究院一直積極支持全球范圍內(nèi)的腦科學(xué)學(xué)術(shù)交流和科普。
目前，TCCI一期投入人民幣5億元支持中國的腦科學(xué)研究，與上海周良輔醫(yī)學(xué)發(fā)展基金會合作成立上海陳天橋腦健康研究所（又名TCCI轉(zhuǎn)化中心），致力于提升腦健康和腦疾病治療研究和成果轉(zhuǎn)化。后又與華山醫(yī)院、上海市精神衛(wèi)生中心等建立戰(zhàn)略合作設(shè)立了應(yīng)用神經(jīng)技術(shù)前沿實驗室，投入相關(guān)技術(shù)的直接開發(fā)和研究。
在國際上，TCCI與加州理工學(xué)院合作成立TCCI加州理工研究院，設(shè)腦機接口、社交與決策神經(jīng)科學(xué)、系統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)、分子與細胞神經(jīng)科學(xué)、大腦成像、神經(jīng)科學(xué)教育等多個中心，重點關(guān)注大腦基礎(chǔ)研究。TCCI還在全球持續(xù)支持了包括中國，歐洲，日本，美國等國家神經(jīng)科學(xué)年會。TCCI已經(jīng)成為全球最知名和最大規(guī)模的支持人類腦科學(xué)研究的研究機構(gòu)之一。
天橋腦科學(xué)研究院轉(zhuǎn)化中心主任毛穎在現(xiàn)場表示，“對話大腦”院士論壇將有望長期舉辦，至少一個季度一次。TCCI最終希望這一論壇要做成腦科學(xué)高端國際學(xué)術(shù)交流和科普講座，不僅吸引業(yè)內(nèi)人士，也要吸引對腦科學(xué)感興趣、受過良好教育的非專業(yè)人士。
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