破解人脑运作机制并围绕其构建新经济的竞赛已然开始。当今杰出的创业者——例如保罗·艾伦（Paul Allen）、杰弗里·霍金斯（Jeffrey Hawkins）和李彦宏（Robin Li）——相信脑科学能够改变我们的生活。百度创始人李彦宏近期敦促中国政府启动“中国脑计划”，将神经科学应用于从医学诊断到商用机器人等一系列领域。
其中一些应用看似遥远，但许多已比您想象的更为接近。以下五项新兴技术，展现了脑科学未来的广阔前景。
脑图绘制
科学家已经知道，我们的神经回路与正常行为密切相关，也与神经系统疾病中行为如何出现偏差息息相关。一项 前所未有的全球性努力 已经启动，旨在绘制大脑的功能与结构连接图谱，并理解这些图谱在阿尔茨海默病和精神分裂症等疾病中如何变化。目前，部分脑部扫描已能检测到 阿尔茨海默病斑块的早期迹象 ，比临床症状出现早十多年；另一些扫描则能揭示 意识模式 ，见于被认为已脑死亡的患者中。
类脑计算机
下一代计算机的设计受脑科学启发，其推理、预测与反应方式可能与人类新皮层（被认为是智力中枢的脑区）十分相似。皮层计算算法已展现出能够 破解现代CAPTCHA验证码 （广泛使用的、用于区分人类与机器的测试）。部分基于脑回路的算法， 能够识别图片 ，成功率与猕猴相当。近期，中国一款智能计算机程序 在智商测试中的得分超过许多成年人。IBM的沃森超级计算机在筛查数百万份医疗记录与数据库后，已开始帮助医生为病情复杂的患者选择治疗方案。接下来，IBM正在研发 受脑启发的SyNAPSE芯片 ，这类芯片能耗更低，但计算能力高于其他芯片。随着这些程序与芯片在预测行为方面不断进步，它们将拓展人类的认知能力，并模糊人与机器之间的界限。
面向患者的脑假体
随着我们对大脑的理解不断深入，我们控制大脑并接入其网络的能力也随之提升。大脑与机器之间的直接连接，即脑机接口（BCI），已使瘫痪患者能够完成一些简单任务，例如 将思维转化为电子邮件 或 用手握住所爱之人。其他技术可将外部世界的信息直接传递至大脑，使 耳部受损 及 眼部受损 的人感知周围的景象与声音。深部脑刺激器还能 缓解帕金森病的震颤 ，并让癌症患者摆脱难治性疼痛。与纯机械假体不同，DARPA的 Revolutionizing Prosthetics 项目正致力于研发神经控制的机械臂，使截肢者获得接近自然的运动与感知能力。随着这些假体不断改进，它们将持续 改善患者的生活 ，帮助患有各类病症的人。
惠及普通人的脑机接口
与大脑连接的设备不仅有望改变身患躯体或神经系统疾病患者的生活，还正在汽车、教育、游戏和安全等行业找到应用。一款 注意力驱动型汽车，由澳大利亚研发，利用实时传感器监测驾驶员的专注度，并在检测到疲劳或分心时减速。Brainpal是一款 脑机接口赛车游戏 ，由新加坡研发，利用神经反馈（又称电反馈或脑电图反馈）帮助提升玩家的注意力。 脑控无人机 已经问世。而能大幅提升工厂工人力量与工作表现的脑控外骨骼，也已并不遥远。
自动化脑部检测
知名风险投资人Vinod Khosla预测，技术将 取代医生在决策上所花费的80%时间。如今，便携式设备与手机应用已能诊断、追踪乃至治疗各类疾病，尽管它们尚无法取代医生。NeuroPace的 RNS System 能够持续监测大脑中的电活动，以发现癫痫发作的早期迹象，并释放短暂电脉冲，降低难治性癫痫患者发作的风险。头盔与颈部贴片可测量脑震荡的位置、频率与严重程度，有助于减少运动员的长期脑损伤。新的移动应用还允许患者实时追踪自身的 认知、 情绪 甚至 步态，并将大脑健康报告发送给医生。我们能否有朝一日在智能手机上连接脑部扫描仪？（提示：智能手机用的移动心电图已经存在。）
有人说，未来学家与其说是在预测未来，不如说是在推动我们迈向更美好的未来。要实现这些新兴技术的承诺，有赖于持续的研究与资金投入。正在进行的项目，例如 艾伦研究所脑图谱与细胞类型项目（Allen Institute Brain Atlas and Cell Types project）、 脑计划（Brain Initiative）、 人类脑计划（Human Brain Project）、 蓝脑计划（Blue Brain Project） 以及 中国脑科学计划（China Brain Science Project），都在为更深入地理解大脑运作机制，以及利用这些发现改善社会的技术铺平道路。
您读过吗？
分子手术能修复受损基因吗？
能够帮助我们免受脑部疾病侵害的“hairnet”（发网）
2015年新领军者年会 将于9月9日至11日在中国大连举行。
作者：Murali Doraiswamy教授是美国杜克大学医学中心神经认知障碍项目主任，也是美国杜克大学脑科学研究所的领先研究员。他是 全球议程理事会脑研究委员会的成员。他谨向Ranga Krishnan、Ajay Verma、Thomas Insel、Allan Jones、Geoffrey Ling、I-Han Chou和Mohan Chilukuri博士致以谢意，感谢他们宝贵的见解。
图片：测试者Niklas Thiel在慕尼黑附近加兴的慕尼黑工业大学（TUM）摆拍，佩戴用于测量脑活动的脑电图（EEG）帽，拍摄于2014年9月9日。路透社/Michaela Rehle