本文内容摘选自湖北省知识产权局年度产业专利信息分析服务项目《脑科学产业专利导航》课题,该课题由武汉大学、武汉光电工业技术研究院有限公司承担完成,主要研究内容是围绕中国脑计划“一体两翼”部署,利用脑科学相关领域的专利数据、产业数据和其他科技成果信息进行分析,针对本项目组对口的武汉光电工业技术研究院有限公司在脑科学相关的产业孵化现状进行分析,开展产业导航,从而为其后期产业部署、企业孵化提供参考,也为我省的脑科学产业发展及我国脑计划目标的实现助力。
脑科学领域主要分为脑结构科学、脑疾病科学和类脑科学三大子领域。其中,脑疾病科学研究经过多年的发展,相关技术已经成熟。但脑高级神经功能病变相关的疾病攻克技术上,如阿尔茨海默病、抑郁症、自闭症、精神分裂症、成瘾等,仍是目前众多学者研究的重点,这些技术的攻克依赖于人类对脑结构及功能机制的深刻认识。此外,近年来,随着人工智能技术的发展,类脑科学研究呈现出快速增长趋势,但大多数人工智能技术并不算真正意义上的类脑技术,因为类脑科学研究的目标是通过借鉴脑神经结构及信息处理机制,实现机制类脑、行为类人、具有自主学习能力的下一代人工智能系统。因此,脑结构科学的研究不仅对于重大脑疾病的治疗具有重大意义,对于新一代人工智能系统的研究发展也至关重要。
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脑科学研究概述
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人脑是世界上结构最复杂、功能最强大的系统之一。在人脑中,约有亿个神经细胞(神经元),万亿以上的突触连接。正是由于这么多神经元和突触连接的存在,使得人脑具有非凡的信息处理能力和决策能力,支配着人的一切生命活动,对人的认知、行为、思维、语言和情绪起着至关重要的作用。认识脑、理解脑的运行机制和功能,开展脑结构和脑神经相关的基础研究,掌握脑相关疾病的致病机理,研究出有效的保护脑和治疗脑疾病的手段,在脑结构和功能执行机制的基础上,模拟脑工作的原理,开展新一代人工智能研究,是21世纪 挑战也最有意义的研究之一。
因此,为突破脑科学研究的瓶颈,各国纷纷制定自己的人类大脑研究计划(以下简称“脑计划”),希冀未来能够在脑科学领域占领一席之地。如“中国脑计划”“美国大脑研究计划”“欧盟人脑计划”“日本脑智计划”等。
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国内外脑科学研究进展
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为了了解世界脑科学研究进展,本部分在Incopat和Patentsight数据库中检索了年1与1日至年8月31日(类脑智能仅选择近5年数据)的专利文献,经清洗后,共获得24,件专利。年至年,脑结构科学和类脑科学专利申请呈上升趋势,脑疾病科学专利申请呈现明显下降趋势,脑科学专利申请趋势呈现较大幅度的增长,体现了在脑疾病科学研究已经日趋成熟且不断完善的条件下,人们将注意力转移到了对脑结构的探索和模拟脑工作原理开发类脑智能的领域,促进了脑科学的快速发展,如图1。图1脑科学专利申请趋势
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从申请人国别来看,全球有个国家/地区参与脑科学领域专利申请,中国申请人申请的专利数量最多,其后依次是美国、韩国和日本。中国申请人申请的专利数量约为美国申请人申请专利数量的4倍,体现了脑科学在我国受到了高度