张旭：解码人脑 构建上海大脑丨浦东30年·财经30人

作为人类，我们能感知、学习、思考、言语……所有这一切，全是因为我们有一个无与伦比的大脑。它重约1.36千克，却如无垠的宇宙一般复杂、神秘。在这个展开只有两张报纸大的办公区里，140多亿个“小职员”——即神经细胞，努力工作，生生不息。而今，中国的科学家们刨根究底，正全力去探究每个“小职员”的作息起居，运动轨迹。

张旭，中国科学院院士，张江实验室脑与智能科技研究院院长，上海脑科学与类脑研究中心执行主任，上海脑科学和类脑研究领域的领军人物。研究方向聚焦于脑科学与神经科学、脑相关疾病以及类脑人工智能。

1994年，张旭获得瑞典卡罗琳斯卡医学院博士学位后归国从事神经领域的研究工作。2014年，中科院上海分院牵头发起了上海脑-智工程，张旭成为项目负责人。6年间，脑-智工程初具规模。研发与服务平台——上海脑智中心、技术转化平台——张江实验室脑智院相继落户浦东，而浦东的临港新片区正在构建脑-智工程的产业生态圈。不仅汇集了最前沿的科学家，也吸引着来自科大讯飞、寒武纪等人工智能科技领先企业入驻，共同探索类脑智能的产业化之路。

探究“盗梦空间” 摘取科学皇冠

第一财经：21世纪被称为脑研究世纪，请您来介绍一下，脑科学的发展对于我们人类社会重要的意义体现在哪里？

张旭：脑科学是科学的一个重要板块。不论是理解自然，还是理解人类自身，理解我们的社会结构，人与人之间的交往，脑科学都是一个很重要的出发点。社会发展中一些新技术的产生，跟脑科学也是密切相关的，比如说人工智能技术。更重要的是，要攻克人类很多的精神性疾病，包括心理健康问题，也需要脑科学的基础研究。所以它既是科学上的皇冠，又对我们社会发展起到重要的推动作用。

第一财经：有观点认为，脑科学跟人工智能的结合，将是未来科技发展一个重要的支点，您认同吗？

张旭：高度认同！从技术角度来讲，把脑科学的研究结果和人工智能相结合，这是上海原创的项目，它体现了理论研究到应用领域的实现。从本质上讲，脑科学有很多基础的研究内容，包括神经网络跟行为的关系，心理的关系，还包括受脑启发的人工智能，这在科学上是非常有趣的一件事，能够理解大脑的结构功能、工作原理，同时能够把它用信息学、数学等方式来解译出一些规律性的东西。研究大脑与人工智能的结合点是我们的出发点，也是关键点，听起来似乎有点空，但现在看来是有结果的，整个研究在向应用的方向上发展。

第一财经：脑科学研究越来越呈现出一个多学科交叉的趋势，在这个过程当中，如何看待中国脑科学研究的历史和未来？

张旭：新中国成立以后，中国的前辈科学家做了很多开拓性的努力，虽然那些都是神经生物为主的，但原理同样可以结合计算机科学与技术的应用。第一步是纯粹科学领域的研究，第二步结合到了医学领域上，慢慢出现了很多临床医学的医生和科学家，第三步开始结合人工智能领域，这种结合是前所未有的，成为我们国家一个创新点。现在，一些年轻的科学家综合能力很强，既懂神经科学，也懂计算机理论和技术，也懂数学。这种综合性交叉人才越来越多，这是时代非常明显的变化。但是，前辈们打下来的基础也非常重要。

第一财经：我们的科研之路是前仆后继，到目前为止，中国的脑科学研究都产生了哪些值得骄傲的成果？

张旭：在脑科学里面，比如说动物模型上，特别是灵长类动物模型，我们还是有特长的，有好几个研究机构和大学都在做贡献。在基因的研究上我们也成为一个重要的力量。在人脑的研究上面，包括脑发育的细胞图谱，现在到基因图谱，我们有我们的特色，另外，精密治疗策略的研究，我们也是有一些特色的。

第一财经：您觉得上海“脑-智工程”的实施有什么重要的意义？

张旭：平台建设对国家的一些项目起到协同作用，对医疗健康的发展、新兴技术的发展起到一个促进的作用。实际上现在脑科学已经能够渗透到别的行业，进行更广阔、更深度的、更有前景的交叉融合，这在以前是没有的。

创新策源酝酿1+1>N的奇迹

第一财经：脑科学和智能科学的研究，在很大的程度上是依托于浦东的，依托于大科学设施群来做前沿的研究，浦东现有的和未来即将要规划的大科学设施群的作用体现在哪里？

张旭：我觉得浦东，尤其张江，代表了国际水平，尤其是我们正在建的设施，建成以后，它不光是规模大，而且技术水平很高，已有建成的，对生命科学、材料科学、微电子等等的研究研发已经发挥出很大的作用。发表了很多高水平的学术论文，也解决了在新冠疫情下急需解决的问题，我觉得这就是一个国家设施，国家实验室具有的水准。

第一财经：在脑科学研究和类脑研究上，大科学设施会起到什么作用？

张旭：脑科学本身就是生命科学的一部分，它需要去研究哪些分子发挥了重要的作用。在微观结构方面，包括动态的解译神经传递的受体、神经递质跟受体的结合，没有这样的大型装备的支撑是做不到的。神经递质受体，不仅仅对药学有作用，对未来智能分子的设计、分子机器人的设计都起到了非常大的作用。

2017年9月，张江实验室揭牌，重点攻关生命科学和信息技术两大领域，而类脑智能研究是两者间的桥梁。实验室内部建立了共享机制，各研究机构的科研人员能够共享实验设备，尤其是大科学装置。实验室建立了统一的数据库，收集研究和临床试验的相关信息，打通了原有的数据孤岛。2019年年底，上海科技大学-上海光源-蛋白质设施，三地互联的高速区域科研数据专网已建设完成并投入运行……更多科学家、更多思想的交融将激发更多创新，越来越多的科学要素正在张江酝酿着1+1>N的奇迹。

第一财经：上海正在实施的脑图谱大科学项目，会是什么样一个前景？

张旭：脑图谱包括了动物和人大脑的研究，它涉及到智能传感器的设计，集成电路的设计，芯片的设计等等技术，还包括联影的技术（高性能科研级3.0T磁共振），人脑解析的技术。

绘制脑图谱如同描绘一幅探索大脑的“地图”，是开展脑科学研究的基础。脑图谱大科学计划是全球性的脑科学合作项目，按照规划，力争在2025年完成小鼠、2035年完成猕猴的全脑介观神经联接图谱绘制。未来15年内，我国的脑认知基础研究、类脑研究和脑重大疾病研究将达到国际先进水平，并在部分领域起到引领作用。

“我们的前景和前途，就像站在浦东最高的塔楼上，一望无际。”

第一财经：您如何评价浦东的创新策源、领航未来的功能定位？

张旭：至少在我们国家，甚至在全球科技大的布局中，上海浦东张江真正达到整合能力和开发能力的前沿水平，包括对集成电路、信息科学的技术发展都起到了重要的推动作用，在未来，它的能量释放是全方位的释放。

第一财经：研究生态的逐步完善，学科间进一步的交叉、融会贯通，将在浦东进一步碰撞出什么样的火花？

张旭：非常好的一个问题，我们现在还无法完全想像未来的世界是什么样的，因为科学技术爆发出来的力量是超乎我们想像的。比如说最近我们的一个报告也讲到，大脑扫描以前可能要10到20分钟才能成像，也许以后就是几分钟，甚至现在还开发结合AI的新的扫描技术，它是百秒级的扫描。以前一个病人的基因组检疫可能需要两天时间，以后都是快的不可思议，越来越觉得技术是了不起的进步。

第一财经：我们看到国际环境这几年发生了很大的变化，现在我们科学界要把国外对中国卡脖子的清单，变成科研攻关的清单，您觉得从浦东的角度，能够起到什么样的作用？

张旭：浦东作为区域性高科技发展的龙头，我想最好的是创造环境，让青年人、优秀的人才聚集到这里来，形成真正的科技创造力的内动力。浦东未来会有很大的影响力和辐射力，包括一些新的源头的技术，要有全球的影响力和引领力。在类脑的科学和技术研究以及应用的开发上，阶段性的成果在浦东都实现了应用。我们的前景和前途，就像站在浦东最高的塔楼上，一望无际。

第一财经：对于您所研究的这个领域，您有什么样的期许？

张旭：造福老百姓，这是我最想说的一句话。通过我们的能力，和上海的辐射力，为更多的人提供更好的帮助，更好的服务。

2017年9月，张旭从寒武纪创始人陈天石手中接过“院士工作站专家”聘书。从此，上海脑科学的前沿探索力量与计算科学及人工智能芯片产业化的力量深度融合，基础研究科学家与计算信息技术专家共同开启世界类脑智能研究前沿和高科技产业大门。“要走别人没有走过的路。”张旭表示。这种思维和信念，也是30年来浦东开发者所持有的。

未来，脑-智工程将形成三大集群——国际知名度的人脑认知研究机构集群、国际引领性的脑智技术研发中心集群、全球竞争力的脑智科技创新企业集群。上海将借此打造以人脑数据、影像、感认知技术为基础的智能服务体系，逐步形成具有人类智慧并能提供全球服务能力的“上海大脑”。

撰稿 武斌

编导 朱健楠

制作人 陆熠欣

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