圖片來源@視覺中國

文 | 峰瑞資本FREESFUND，作者 | 馬睿

如果說宇宙是復(fù)雜、神秘又迷人的，大腦也同樣如此。

作為人類最重要的器官，這個(gè)僅有不到1.5千克的“果凍狀”物體，是人類一切感知、認(rèn)知、情緒、思維與記憶的根源。某種程度上，大腦即宇宙。如果把大腦和宇宙的構(gòu)造圖放在一起，你會(huì)發(fā)現(xiàn)腦與銀河驚人的相似：大腦有近1000億個(gè)神經(jīng)元，而宇宙中可觀測(cè)到1000億星系；大腦的77%是水，宇宙的72%是暗物質(zhì)；大腦中的神經(jīng)元連接結(jié)構(gòu)和宇宙中星系連接一樣，精密而震撼。

就像宇宙有太多待探索的奧秘，人類對(duì)大腦的認(rèn)知也才剛剛起步。應(yīng)了神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域那句名言——“如果人類的大腦這么簡(jiǎn)單，能夠讓我們理解，那我們將會(huì)因?yàn)槿绱撕?jiǎn)單，而不能理解大腦”。

大腦的復(fù)雜與深邃使得腦與認(rèn)知科學(xué)被譽(yù)為人類科技“最后的前沿”。我們相信從2021年開始的10年將是腦與神經(jīng)科學(xué)迅猛發(fā)展的10年。隨著前沿交叉技術(shù)不斷發(fā)展，腦與認(rèn)知科學(xué)持續(xù)進(jìn)展，老齡化日益嚴(yán)重，腦與認(rèn)知科學(xué)會(huì)有顛覆性的技術(shù)和重大發(fā)現(xiàn)，也蘊(yùn)含著巨大的商業(yè)機(jī)會(huì)。

我們認(rèn)為，突破性創(chuàng)新往往發(fā)生在學(xué)科的交叉點(diǎn)上，腦科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新也是如此。峰瑞在2019年領(lǐng)投了優(yōu)腦銀河的天使輪，在短短2年內(nèi)優(yōu)腦就獲得了超過1億美元的融資；公司“個(gè)體精準(zhǔn)腦平臺(tái)”，第一次在個(gè)體水平幫助醫(yī)生從神經(jīng)功能環(huán)路尺度觀測(cè)人腦功能和連接。針對(duì)抑郁癥、阿爾茨海默癥、帕金森、自閉癥、卒中后失語等重大腦疾病，優(yōu)腦正和國內(nèi)頂級(jí)醫(yī)院聯(lián)合開展臨床診療實(shí)驗(yàn)，取得了突破性的治療效果。

這些突破與創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)的交叉學(xué)科背景密切相關(guān)。首席科學(xué)家哈佛大學(xué)的劉河生教授，實(shí)驗(yàn)室總計(jì)發(fā)表 SCI 論文 100 余篇。CEO魏可成先生擁有清華大學(xué)和麻省理工學(xué)院的電氣工程和結(jié)構(gòu)工程雙碩士學(xué)位。（10月20日，我們邀請(qǐng)到優(yōu)腦銀河聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO魏可成，他將與峰瑞資本合伙人馬睿在線展開一場(chǎng)深度對(duì)談，歡迎掃文中的二維碼報(bào)名）。

本篇報(bào)告，和大家分享我們對(duì)腦與認(rèn)知科學(xué)的一些思考，介紹腦與認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域的起源，以及發(fā)展出的新工具、新療法，還包括我們?cè)谠擃I(lǐng)域的一些投資思考。

進(jìn)入正文前，先分享主要觀點(diǎn)：

• 腦是人類最重要的器官，我們對(duì)其認(rèn)識(shí)和理解卻非常有限。隨著全球老齡化趨勢(shì)加劇，CNS（中樞神經(jīng)系統(tǒng)）疾病未被滿足的臨床需求很大，帶來超額醫(yī)療負(fù)擔(dān)，社會(huì)成本增加，針對(duì)性的藥和療法多年來進(jìn)展不大。根本原因還在于我們對(duì)大腦認(rèn)知有限。因此腦科學(xué)最核心的任務(wù)是理解大腦的根本機(jī)制；腦科學(xué)重要方向包括腦認(rèn)知、腦疾病、腦智能。腦科學(xué)正在成為前沿科技下一個(gè)風(fēng)口，也是最長(zhǎng)最寬的“雪道”。

• 過去10年，一些新工具和跨學(xué)科交叉技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)腦科學(xué)的研究推動(dòng)顯著。包括但不限于成像技術(shù)、基因測(cè)序、蛋白質(zhì)組學(xué)、單細(xì)胞測(cè)序、單分子檢測(cè)、光遺傳學(xué)、基因編輯、基因治療、核酸藥物、腦機(jī)接口、神經(jīng)調(diào)控、納米材料和神經(jīng)電極等。這些技術(shù)的突破會(huì)帶來腦科學(xué)領(lǐng)域的范式革命。

  研發(fā)和測(cè)量工具使得我們能夠更快、更好地對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)和神經(jīng)生物過程進(jìn)行數(shù)據(jù)化。對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的調(diào)控技術(shù)（例如光遺傳、合成生物和干細(xì)胞）使得對(duì)大腦不同部位之間關(guān)系和功能從相關(guān)研究轉(zhuǎn)向因果研究。隨著數(shù)據(jù)化的逐步展開和深入，在未來，計(jì)算認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)將成為厘清意識(shí)和心智問題必要的基礎(chǔ)設(shè)施。

• 未來10年，將是研發(fā)針對(duì)CNS疾病的創(chuàng)新藥和創(chuàng)新療法的黃金時(shí)期。大部分CNS疾病的風(fēng)險(xiǎn)基因可能都會(huì)被發(fā)現(xiàn)，利用基因編輯和非人靈長(zhǎng)類的動(dòng)物模型，人類對(duì)疾病機(jī)制的理解不斷深入，越來越多的腦疾病相關(guān)的腦網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)環(huán)路，以及調(diào)控神經(jīng)環(huán)路的新靶點(diǎn)將被發(fā)現(xiàn)。新的神經(jīng)標(biāo)志物也有助于對(duì)同一疾病異質(zhì)性的病人進(jìn)行分型。此外，以基因治療、干細(xì)胞、數(shù)字療法、神經(jīng)調(diào)控等為代表的新治療形態(tài)會(huì)被引入到腦疾病領(lǐng)域。新的靶點(diǎn)，更精準(zhǔn)的疾病人群分組，加上新的治療方式，將為CNS疾病的診療帶來新增量。

• 短中期來看，由于有創(chuàng)植入技術(shù)難度大，有愈傷組織形成和免疫反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，植入灰質(zhì)內(nèi)電極的長(zhǎng)期安全性未知，腦機(jī)接口用于真正的臨床醫(yī)療應(yīng)用還面臨困難。但長(zhǎng)期來看，腦機(jī)接口是腦科學(xué)領(lǐng)域最重要的一個(gè)方向和一項(xiàng)平臺(tái)技術(shù)，它提供了一個(gè)介入大腦的關(guān)鍵工程界面，能夠承載融合未來的調(diào)控工具、測(cè)量技術(shù)、計(jì)算解碼方法、和最新的電極材料和芯片。一旦實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署，由腦機(jī)接口提供的數(shù)據(jù)毋庸置疑會(huì)提升我們對(duì)大腦的理解，最終實(shí)現(xiàn)人和機(jī)器的無縫連接。

• 雖然針對(duì)CNS疾病藥物的投資有非常高的失敗率和風(fēng)險(xiǎn)，腦與神經(jīng)科學(xué)已經(jīng)悄然成等為創(chuàng)業(yè)的熱門領(lǐng)域。在美國，VC大膽布局腦科學(xué)領(lǐng)域；在中國一級(jí)市場(chǎng)，腦科學(xué)相關(guān)的投資熱度也越來越高。峰瑞資本在腦科學(xué)領(lǐng)域堅(jiān)持早期投資，圍繞腦認(rèn)知、腦疾病和腦智能，以新工具、新療法和新計(jì)算為重點(diǎn)方向，尋找非共識(shí)的機(jī)會(huì)。

接下來，本文將就如下問題逐一展開討論：

• 為什么腦科學(xué)創(chuàng)業(yè)投資正當(dāng)時(shí)？

• 腦科學(xué)與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)是什么，我們關(guān)心什么話題？

• 一些關(guān)于腦與認(rèn)知科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)

• 機(jī)遇：新的工具帶來關(guān)鍵數(shù)據(jù)，引領(lǐng)新的發(fā)現(xiàn)

• 機(jī)遇：腦機(jī)接口

• 機(jī)遇：CNS疾病和新療法

• 政府、藥企、基金對(duì)腦與神經(jīng)科學(xué)的投資

• 投資方向淺析

希望帶來不一樣的思考角度。

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01 為什么腦科學(xué)創(chuàng)業(yè)投資正當(dāng)時(shí)？

▍大腦非常重要，然而我們對(duì)腦認(rèn)知有限。

腦僅占體重的2%，卻通過25%的血流量，消耗25%卡路?和20%的氧氣。作為自然界最復(fù)雜的組織，人的大腦有約860億個(gè)神經(jīng)元和150萬億個(gè)突觸連接。人的大腦是千萬年進(jìn)化的結(jié)果，智人的大腦，也已有了10萬年的歷史。我們對(duì)腦已經(jīng)有數(shù)百年的研究，但相較于大腦漫長(zhǎng)的進(jìn)化史，還很短暫。我們對(duì)于大腦的認(rèn)識(shí)和理解還很有限。有專家稱腦科學(xué)發(fā)展水平相當(dāng)于20世紀(jì)初的物理學(xué)：有很多事情已經(jīng)搞清楚，但是重大的理解和突破尚未出現(xiàn)。

▍隨著老齡化加劇，腦疾病帶來的醫(yī)療和社會(huì)負(fù)擔(dān)加重。

根據(jù)OECD數(shù)據(jù)，全球大多數(shù)國家均存在人口“老齡化”問題?！洞蠼】诞a(chǎn)業(yè)藍(lán)皮書：中國大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》指出，2050年我國60歲及以上老年人口數(shù)量將達(dá)到4.83億人，占全國人口比例將達(dá)到34.10%。近年來相關(guān)政策一直在出臺(tái)，試圖調(diào)整和優(yōu)化人口結(jié)構(gòu)，但老齡化的趨勢(shì)難以改變。

隨著年齡衰老，患CNS疾病的概率會(huì)大幅增加。WHO數(shù)據(jù)指出多數(shù)人50-70歲開始出現(xiàn)背頸部疼痛、記憶力下降、癡呆、抑郁、腦腫瘤、退行性疾病等問題。假如沒有很好的預(yù)防和診療方法，到2050年，全球?qū)⒂谐^1億人患上阿爾茨海默癥；在85歲以上的老年人中，平均1/3的人有發(fā)病的可能。我國人口基數(shù)大，防治神經(jīng)退行性疾病需求日益迫切。

過去50年，在諸如小兒麻痹癥、艾滋病和癌癥的治療上，創(chuàng)新性藥物和治療手段的出現(xiàn)極大地降低了死亡率。但是各類腦疾病仍然保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，并且?guī)缀鯚o藥可醫(yī)，CNS領(lǐng)域新藥開發(fā)成功率僅8.4%。CNS疾病領(lǐng)域未被滿足的臨床需求非常巨大。

此外，很多退行性、發(fā)育性腦疾病患者需要長(zhǎng)時(shí)間甚至終身看護(hù)，患者和家屬的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)沉重。預(yù)計(jì)到2030年，隨著全球老齡化的加劇，CNS疾病帶來的醫(yī)療負(fù)擔(dān)，將比癌癥、糖尿病和呼吸系統(tǒng)疾病帶來的費(fèi)用之和還要高。

▍交叉學(xué)科賦能，新工具不斷涌現(xiàn)。

之所以沒有好的藥和療法，主要因?yàn)槲覀儗?duì)大腦的各種機(jī)制的理解還很淺；研究的手段和工具，也還不夠豐富。一些新工具、新療法、新材料、新算法的跨學(xué)科應(yīng)用，推動(dòng)了對(duì)腦科學(xué)的研究與發(fā)展。比如成像技術(shù)、基因測(cè)序、蛋白質(zhì)組學(xué)、單細(xì)胞測(cè)序、單分子檢測(cè)、光遺傳學(xué)、基因編輯、基因治療、腦機(jī)接口、神經(jīng)調(diào)控、納米材料和神經(jīng)電極等。

從這3個(gè)角度出發(fā)，我們認(rèn)為腦科學(xué)創(chuàng)業(yè)與投資正當(dāng)其時(shí)。當(dāng)然，在聊具體的趨勢(shì)和機(jī)會(huì)前，我們可以先簡(jiǎn)單了解下這個(gè)學(xué)科。

02 腦科學(xué)與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)是什么，關(guān)心什么？

簡(jiǎn)單來講，腦與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)可以拆分為兩部分：

• 腦與神經(jīng)科學(xué)：研究的是大腦的硬件。比如構(gòu)成神經(jīng)系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)，也就是大腦分區(qū)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)元功能、分子基礎(chǔ)等。

• 心理與認(rèn)知科學(xué)：研究的是大腦的軟件。認(rèn)知是知覺和認(rèn)識(shí)的過程；心理研究?jī)?nèi)在的表征和轉(zhuǎn)換。因此，心理和認(rèn)知科學(xué)研究人的知覺、注意、記憶、語言、思維、決策、意識(shí)和動(dòng)機(jī)。不同人的大腦“硬件”差別不大，之所以有不同的感覺、思維和情緒，源于不同的內(nèi)在（心理）轉(zhuǎn)化或運(yùn)算。

所以，結(jié)合以上兩個(gè)學(xué)科，20世紀(jì)70年代發(fā)軔的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)（cognitiveneuroscience），探討人類大腦如何調(diào)用各層次上的組件，包括分子、細(xì)胞、腦組織區(qū)和全腦去實(shí)現(xiàn)各種認(rèn)知活動(dòng)。

對(duì)于跨尺度、極復(fù)雜、海量神經(jīng)元組成的大腦，歸根到底，我們關(guān)心三大層面的問題：

• 在宏觀層面，我們關(guān)心大腦的結(jié)構(gòu)、功能以及神經(jīng)元的活動(dòng)如何整合產(chǎn)生心智、意識(shí)和認(rèn)知。

• 在介觀層面，我們關(guān)心神經(jīng)元怎么連成神經(jīng)環(huán)路、網(wǎng)絡(luò)，組成不同腦區(qū)。

• 在微觀尺度，我們關(guān)心生物大分子如何通過分子生物作用，使得神經(jīng)元能夠傳遞信息，神經(jīng)元間又是如何通過突觸在信息上連接起來的。

03 一些關(guān)于腦與認(rèn)知科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)

我們下面簡(jiǎn)單羅列一些知識(shí)點(diǎn)。更感興趣的讀者可以閱讀駱利群的《神經(jīng)生物學(xué)原理》，和Michael Gazzaniga的《認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)-關(guān)于心智的生物學(xué)》等經(jīng)典教材。（你也可以選擇跳過這部分介紹，直接看第四部分的腦產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。）

經(jīng)過幾百年的發(fā)展，我們已經(jīng)對(duì)大腦有了一些了解。蒲慕明院士指出，我們對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)，神經(jīng)細(xì)胞如何傳遞信息，大腦是如何感知和認(rèn)知的比較了解。我們對(duì)神經(jīng)細(xì)胞如何編碼、儲(chǔ)存和提取神經(jīng)信息理解得比較清楚，對(duì)理解視覺、聽覺、嗅覺等感覺信號(hào)加工的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制上也取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。但是，我們對(duì)整個(gè)大腦復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還知之甚少。對(duì)大腦中的信息處理不太了解，對(duì)各種感知覺、情緒，以及一些高等認(rèn)知功能——思維、抉擇甚至意識(shí)等，理解得也比較粗淺。

2005年，Science雜志歸納出“125個(gè)科學(xué)問題”，其中18個(gè)問題屬于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)，包括意識(shí)的生物學(xué)基礎(chǔ)、記憶的儲(chǔ)存與恢復(fù)、人類的合作行為、成癮的生物學(xué)基礎(chǔ)、精神分裂癥的原因、引發(fā)孤獨(dú)癥（自閉癥）的原因，這些重大問題直到今天也沒有得到很好的解答。

如圖，CNS由大腦和脊髓組成。大腦包括皮質(zhì)、邊緣系統(tǒng)、基底神經(jīng)節(jié)、腦干、小腦等重要部分。如圖，大腦不同的區(qū)域執(zhí)行不同的功能。從外往內(nèi)看，大腦的最外層是大腦皮質(zhì)（平均厚度3mm），它由分層的神經(jīng)元組成，也是大腦運(yùn)算處理的中心。除了表層的新皮質(zhì)，皮層里那些復(fù)雜的核團(tuán)也有著極為重要的功能。新皮質(zhì)下是邊緣系統(tǒng)（扣帶回、下丘腦、丘腦前核、海馬、杏仁核），邊緣系統(tǒng)參與情緒、學(xué)習(xí)和記憶的加工。邊緣系統(tǒng)再往下是基底神經(jīng)節(jié)，這是一系列皮質(zhì)下神經(jīng)組織，在運(yùn)動(dòng)控制中起到重要作用。丘腦負(fù)責(zé)對(duì)信息初步分析并充當(dāng)信息上傳下達(dá)的中繼站，腦干控制呼吸、體溫、吞咽和意識(shí)水平，小腦負(fù)責(zé)平衡和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性控制。

到細(xì)胞層面，大腦主要由兩類細(xì)胞構(gòu)成，分別是神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞。神經(jīng)元是神經(jīng)系統(tǒng)的核心單元。膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量和神經(jīng)元相當(dāng)，為神經(jīng)元提供極其重要的支撐、屏障和保護(hù)的作用。例如星形膠質(zhì)細(xì)胞，圍繞神經(jīng)元并與血管相連形成血腦屏障；小膠質(zhì)細(xì)胞，在腦損傷時(shí)，可以發(fā)揮巨噬細(xì)胞的作用；少突膠質(zhì)細(xì)胞，形成神經(jīng)元的髓鞘。

神經(jīng)元提供信息的加工和傳遞機(jī)制，通過膜電位的變化接收信息、評(píng)估信息、改變自己的活動(dòng)水平、最后向其他的神經(jīng)元傳遞信息，構(gòu)成局部或者長(zhǎng)程的神經(jīng)環(huán)路。神經(jīng)元有一個(gè)胞體，樹突是接收信號(hào)的，軸突是傳遞信號(hào)的，信息由樹突流經(jīng)胞體再到軸突。

神經(jīng)元在胞體或者樹突接受突觸電位，超過一定閾值，就會(huì)在軸突起始處產(chǎn)生動(dòng)作電位；實(shí)現(xiàn)從胞體向軸突的遠(yuǎn)距離信息傳遞，釋放神經(jīng)遞質(zhì)。神經(jīng)遞質(zhì)通過突觸后，靶神經(jīng)元上受體產(chǎn)生突觸電位，完成信息的傳遞?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了100種神經(jīng)遞質(zhì)，主要包括氨基酸類、生物活性胺類、乙酰膽堿，神經(jīng)肽類等。

神經(jīng)元信息傳遞粗略的概念模型是：神經(jīng)元內(nèi)部長(zhǎng)距離信息傳遞靠電信號(hào)，突觸間短距離信息傳遞靠化學(xué)遞質(zhì)。神經(jīng)遞質(zhì)（小分子）-跨膜蛋白-電位一起形成了精巧的調(diào)控機(jī)制：電信號(hào)產(chǎn)生依賴于離子進(jìn)出，離子進(jìn)出又被跨膜蛋白（離子通道）所調(diào)控，蛋白通道的開啟又被神經(jīng)遞質(zhì)或者電壓調(diào)控。目前很多CNS藥物主要的作用是調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)水平，恢復(fù)腦內(nèi)神經(jīng)元間信息傳遞的平衡。例如，和情緒、活力相關(guān)的單胺類神經(jīng)遞質(zhì)減少會(huì)引起抑郁癥，抗抑郁藥物大都致力于提高全腦單胺類遞質(zhì)濃度?？梢韵胂笃渌墓?、電、磁的方式也可能用來調(diào)控和干預(yù)神經(jīng)元間信息的傳遞。

因?yàn)槎际抢脧?fù)雜系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)智能，大腦和計(jì)算機(jī)經(jīng)常被類比，大腦和計(jì)算機(jī)都有大量的基本單元，包括神經(jīng)元和晶體管，它們皆連接到復(fù)雜的線路（circuit）中，以處理由電信號(hào)傳送重要信息。大腦和計(jì)算機(jī)都是由輸入、輸出、中央處理和存儲(chǔ)等部分組成。

計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于基礎(chǔ)運(yùn)算速度遠(yuǎn)超人腦。個(gè)人電腦能以每秒100億次的速度運(yùn)算；人腦無論是電傳送還是神經(jīng)遞質(zhì)的化學(xué)傳送方面，每秒最多可執(zhí)行大約1000次運(yùn)算，或比計(jì)算機(jī)慢1000萬倍。而人腦信號(hào)受生物噪聲的影響，存在誤差。

?但是與計(jì)算機(jī)相比，大腦有自己的優(yōu)勢(shì)：

• 高度并行化、層級(jí)式運(yùn)行：計(jì)算機(jī)是模塊化和串行的，大腦是一個(gè)大規(guī)模的并行機(jī)器。每個(gè)晶體管的輸入/出數(shù)是1-3，每個(gè)神經(jīng)元同時(shí)有1000項(xiàng)輸入/出。所以人腦可以算得上是人類已知的最強(qiáng)大的一套系統(tǒng)。人腦860億個(gè)神經(jīng)元，可以同時(shí)做到高度并行，實(shí)現(xiàn)幾百個(gè)腦區(qū)的高效協(xié)調(diào)。大腦還能做到層級(jí)式運(yùn)行，例如從感覺器官連接到丘腦再連接到皮質(zhì)。

• 突觸可塑性：神經(jīng)元之間的連接強(qiáng)度是可以根據(jù)學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)而調(diào)整修改的（neuronsthat fire together wire together），重復(fù)的訓(xùn)練使得神經(jīng)環(huán)路更好地執(zhí)行任務(wù)，速度和精度不斷提高。

• 存算一體：計(jì)算機(jī)使用CPU處理來自內(nèi)存的信息，然后將處理結(jié)果寫回內(nèi)存。大腦中不存在這樣的區(qū)別，神經(jīng)元即是運(yùn)算中心，也同時(shí)是記憶的基質(zhì)。當(dāng)神經(jīng)元處理信息時(shí)，它們也在修改神經(jīng)元的連接（突觸）。信息就是以突觸被加強(qiáng)/減弱的形式被記憶在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接里。

腦智能也是未來的重要方向，不論是從研究人腦來開發(fā)類腦人工智能，還是利用計(jì)算來弄清大腦的算法（計(jì)算認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)）。

腦啟發(fā)的計(jì)算一直在發(fā)展：并行計(jì)算、存算一體、深度學(xué)習(xí)都被引入了計(jì)算領(lǐng)域。以深度學(xué)習(xí)為例，DeepLearning就是從生物視覺系統(tǒng)研究中獲得靈感。視覺系統(tǒng)由很多“層”神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成（深度網(wǎng)絡(luò)）。神經(jīng)信號(hào)經(jīng)視網(wǎng)膜（第一層）處理后送至丘腦（第二層），然后送至視覺皮層（第三層），最后到達(dá)高級(jí)視覺皮層（第四層）。層與層之間的網(wǎng)絡(luò)連接是通過學(xué)習(xí)訓(xùn)練而形成的（深度學(xué)習(xí)）。

在數(shù)字世界，計(jì)算認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)，是連接腦信息處理機(jī)制和人工智能的橋梁。以神經(jīng)生物實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，人們建立數(shù)學(xué)模型，開展計(jì)算模擬，來刻畫和描述大腦的神經(jīng)活動(dòng)，探究神經(jīng)系統(tǒng)各種復(fù)雜活動(dòng)和認(rèn)知功能包括注意、學(xué)習(xí)、記憶、情感、決策、意識(shí)等信息處理的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。對(duì)認(rèn)知功能機(jī)制的模擬和分析在精神疾病的機(jī)制研究中也將發(fā)揮重要作用。

當(dāng)然，在實(shí)體世界，通過腦機(jī)接口來連接計(jì)算機(jī)和人腦，也是另外一個(gè)被寄予厚望的方向，后文會(huì)繼續(xù)提到。

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