神經(jīng)科技以人類神經(jīng)系統(tǒng)原理為基礎(chǔ)，旨在研究人類大腦這一極為復(fù)雜的模型架構(gòu)。在實際作用方面，神經(jīng)科技將幫助研究人員了解大腦功能與引發(fā)功能障礙的原因，并助力醫(yī)生治療各類神經(jīng)系統(tǒng)疾病。至于具體應(yīng)用，神經(jīng)科技目前主要關(guān)注增強認知能力、改善睡眠并改善長壽人群的大腦健康等。以此為背景，AI技術(shù)的快速發(fā)展有望在未來十年內(nèi)，推動神經(jīng)科技發(fā)展進入快車道。

• 過去二十年內(nèi)，神經(jīng)科技企業(yè)獲得的投資總額超過190億美元。
• 當前，全球擁有超過200家神經(jīng)科技企業(yè)。
• 美國本土的神經(jīng)科技企業(yè)在數(shù)量上占絕對優(yōu)勢。美國為121家，加拿大為14家，英國為13家，瑞士為8家，以色列為7家，法國為6家。
• 目前，全球有200多家神經(jīng)科技投資機構(gòu)。
• 美國的神經(jīng)科技投資機構(gòu)數(shù)量同樣最多。美國有136家，日本與英國各有10家，加拿大有7家，中國和法國為6家。
• 2015年，神經(jīng)科技專利總值為2億美元。

2020年全球神經(jīng)科技行業(yè)格局概述 

>>>腦機接口

神經(jīng)科技領(lǐng)域最為人熟知的探索方向之一，正是腦機接口(BCI)。腦機接口的基本思路在于接收大腦信號，對信號做出分析，據(jù)此將信號轉(zhuǎn)換為命令，而后發(fā)送至執(zhí)行端的輸出設(shè)備。腦機接口有望幫助患有神經(jīng)肌肉疾病(例如肌萎縮性側(cè)索硬化癥、腦癱、中風或脊髓操作)的病人逐步恢復(fù)功能。隨著這項技術(shù)的進步，人類最終也許能夠?qū)SB接口植入大腦，從而輕松完成腦信號上傳。到2024年，全球腦機接口市場總值預(yù)計將達到18億美元。

>>>神經(jīng)調(diào)節(jié)

在美國，目前已經(jīng)有超過15萬人使用治療性腦植入物，主要用于治療帕金森氏病。神經(jīng)調(diào)節(jié)療法為慢性疾病的治療帶來替代性選項。與傳統(tǒng)藥物相比，神經(jīng)調(diào)節(jié)療法通常更具針對性、成本低廉且副作用更少。神經(jīng)調(diào)節(jié)的核心在于刺激大腦中的特定區(qū)域。目前常見的神經(jīng)調(diào)節(jié)刺激分為幾種類型，且各自擁有不同的特性與用途。這項技術(shù)的重要應(yīng)用之一，在于治療患者難以忍耐的疼痛，具體方法為刺激大腦內(nèi)與脊柱及周邊神經(jīng)系統(tǒng)對應(yīng)的各個部位。到2022年，全球神經(jīng)調(diào)節(jié)設(shè)備行業(yè)總值預(yù)計將增長至133億美元。 

神經(jīng)科技行業(yè)框架 

>>>深層腦刺激

深層腦刺激的主要用途在于治療運動障礙。以神經(jīng)刺激器為例，這類醫(yī)療設(shè)備可通過植入的電極將電脈沖發(fā)送至大腦中的特定目標處，治療包括帕金森氏病、原發(fā)性震顫以及肌張力障礙在內(nèi)的各類運動障礙性疾病。在臨床試驗中，研究人員們還開始關(guān)注利用深層腦刺激治療慢性疼痛的潛在可能性。

>>>脊髓刺激

脊髓刺激屬于一類神經(jīng)調(diào)節(jié)技術(shù)，主要用于治療慢性疼痛。與利用起搏器糾正異常心跳的基本原理類似，神經(jīng)調(diào)節(jié)裝置可以建立起新的神經(jīng)平衡，從而協(xié)助緩解疼痛。治療方案主要是將電極放置在人體內(nèi)的特定脊椎區(qū)域附近，這部分區(qū)域一直被視為痛常見的產(chǎn)生根源。 

全球前200大神經(jīng)科技企業(yè)的技術(shù)推廣情況 

>>>迷走神經(jīng)刺激

迷走神經(jīng)刺激的本質(zhì)是同迷走神經(jīng)傳遞電脈沖。根據(jù)當前的研究結(jié)果，抑郁、炎癥、代謝綜合征以及心臟病之間的關(guān)聯(lián)很可能正是以迷走神經(jīng)作為介導(dǎo)。迷走神經(jīng)刺激能夠緩解一部分癲癇與抑郁癥疾病。

>>>經(jīng)顱磁刺激

經(jīng)顱磁刺激屬于一類非侵入性大腦刺激技術(shù)，其將磁感應(yīng)力集中在大腦中的特定區(qū)域以發(fā)揮刺激作用。相關(guān)應(yīng)用包括評估腦卒中狀態(tài)、多發(fā)性硬化癥以及其他由神經(jīng)系統(tǒng)病變引發(fā)的疾病。經(jīng)顱磁刺激劑的治療范圍包括重度抑郁癥、偏頭痛、強迫癥、精神分裂癥以及創(chuàng)作后應(yīng)激障礙等。2018年，全球經(jīng)顱磁刺激市場的總體規(guī)模估計為8.834億美元。 

>>>用于神經(jīng)生物標志物檢測的AI技術(shù)

目前，高端神經(jīng)科技發(fā)展的主要障礙之一，在于科學家對于神經(jīng)信號(即生物標記物)的檢測與重構(gòu)本身，可能會對正常信號傳遞速度產(chǎn)生干擾。神經(jīng)數(shù)據(jù)極其復(fù)雜，因此我們需要更強大的解釋方法，并借此從大量作為生物標記物的神經(jīng)數(shù)據(jù)中找到準確可靠的信號模式。

其中的基本思路，是利用AI技術(shù)開發(fā)出一套能夠從神經(jīng)數(shù)據(jù)中快速檢測生物標志物的平臺。以此為基礎(chǔ)，研究人員可以將長期置留型神經(jīng)接口(允許計算機直接與人體之間實現(xiàn)神經(jīng)數(shù)據(jù)讀取與寫入的連接)，與經(jīng)過訓練且能夠直接從神經(jīng)數(shù)據(jù)內(nèi)評估生物標志物的人工智能系統(tǒng)結(jié)合起來。

如果這樣的AI平臺能夠準確理解神經(jīng)系統(tǒng)的“語言”，即可在閉環(huán)實驗當中測試各類針對新型靶標的神經(jīng)調(diào)節(jié)療法。此舉有望為多種慢性癥開發(fā)出更強大的治療方法，同時也將推動AI技術(shù)在人體臨床應(yīng)用層面邁出里程碑性的一大步。這一進展甚至可能為研究醫(yī)學現(xiàn)狀、加速神經(jīng)生物標志物檢測，以及探索新一代基于AI的神經(jīng)醫(yī)學方法提供新的實現(xiàn)途徑。

神經(jīng)科技研究領(lǐng)域與客戶需求 

神經(jīng)科技堪稱當前生物科技領(lǐng)域最具發(fā)展前景的方向之一。在過去二十年中，私人資本基金在這一領(lǐng)域的總投入已經(jīng)超過190億美元，且投資年增長率高達31%。一部分神經(jīng)科技中的子行業(yè)已經(jīng)在市場上建立起具備實效的方案與產(chǎn)品，并建立起完善的業(yè)務(wù)體系。在接下來的幾年內(nèi)，眾多早期初創(chuàng)企業(yè)將演變?yōu)槌墒旃?，并將更多新的神?jīng)科技產(chǎn)品推向市場。與之對應(yīng)，AI技術(shù)的進步以及計算機與生物學間日益融合，必將改善全人類的大腦健康水平。未來可期，讓我們拭目以待!