【科技评论】脑科学未来五大前沿技术

2015年8月19日，美国杜克大学医学中心神经认知障碍计划主任MuraliDoraiswamy在世界经济论坛上在线发表了一篇文章，总结了能展现脑科学未来前景的五项新兴技术。

（1）思维绘制

2015年3月由以色列脑技术组织主持召开的Braintech 2015大会决定对大脑的功能与结构连接进行绘制，并阐明阿尔茨海默症和精神分裂症等疾病是如何改变脑功能与结构连接图谱的。有部分脑部扫描已经能提前十年在临床症状出现之前，检测出阿尔茨海默症斑块的早期迹象。还有部分检查结果能显示已被判定脑死亡的病人还存在意识。

（2）类脑计算机

下一代基于脑科学原理设计的计算机，可以像大脑皮层一样进行推理、预测和反应。CAPTCHA是用于区分计算机和人类的全自动公开图灵测试的简称，皮层计算算法已经在解决现代CAPTCHA方面证明了其能力。而部分基于大脑回路的算法可以识别图片，且成功率可以媲美猕猴。最近，中国的一个智能计算机项目在IQ测试中的得分已经超过了许多成人。IBM的沃森超级计算机在筛选了上百万医疗记录与数据库后，能针对患者的复杂需求帮助医生选择治疗方案。此外，IBM正致力于脑启发芯片SyNAPSE的研发，与其他芯片相比，该芯片耗能更低，计算能力更强。随着这些项目在预测行为方面的表现进一步提高，人类的认知能力将进一步得到扩展，人类与机器之间的界限也将逐渐模糊。

（3）患者的脑修复

随着对大脑认知的深入，我们对大脑的控制能力也在提高，并能利用其网络。脑机接口已经成功地让瘫痪病人完成了一些简单任务，例如将思维转换为电邮，或动手抓住他们喜欢的东西。其他一些技术能将外部世界的信息直接输入大脑，使失聪和失明的患者能获得听觉和视觉体验。深度脑部刺激器能缓解帕金森病人的颤抖症状，并使癌症患者从顽固的病痛中解脱出来。DARPA的“革命性假肢”项目正在开发神经控制的机器手臂，其可以赋予截肢患者近乎自然的运动和感觉能力。若这些假肢能得到改进，将从多方面继续改善人民的生活。

（4）大脑接口

与大脑相连的设备不只是能从身体和神经系统方面改善患者的生活，还可以应用于汽车、教育、游戏、安全等产业。澳大利亚发明了一种注意力驱动的汽车，使用实时传感器来监控驾驶者的注意力，在发现他们疲劳或分心时会降低速度。新加坡推出名为Brainpal的脑机接口竞赛游戏，使用神经反馈来提高玩家的注意力。由思维控制的无人驾驶飞机也已出现，而由大脑控制、能极大增强工人力量的外骨骼，也已为时不远。

（5）自动化脑部测试

当前，可携带设备与手机应用已能从某种程度上诊断、追踪甚至治疗疾病。NeuroPace公司开发的RNS系统能持续监控大脑的放电活动，以发现癫痫发作的早期信号，并发送短暂的电脉冲以降低顽固性癫痫患者突然发作的风险。头盔、护颈能测量脑震荡发生的位置、频率与严重程度，有助于减轻运动员长期受到的脑损伤。部分新开发的移动应用使患者能实时追踪他们自身的认知、心情甚至步态，并将脑部健康情况以报告的形式发送给他们的医生。也许某一天，我们可以使用手机附带的大脑扫描仪？

（来源：中科院信息科技战略情报，信息科技战略情报团队编译）

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