临床的最大市场是癌症，脑疾病就是下一个风口，而大数据时代下的人工智能将大大加速对这一领域的探索。

2024年2月28日，复旦金融EMBA项目“JOT蜕变之旅-E起探索科技之兴”课程开年第一课走进复旦大学类脑智能科学与技术研究院张江校区，邀请到复旦大学特聘教授、中山医院双聘教授、计算神经科学与类脑智能教育部重点实验室副主任赵兴明带来“数据与人工智能驱动的脑疾病探索”的主题分享。赵教授详细解读了大数据驱动下的人脑与类脑前沿科技创新，及其在产业中的应用场景、发展机遇与挑战。

主讲人

赵兴明

复旦大学特聘教授

中山医院双聘教授

计算神经科学与类脑智能教育部重点实验室副主任

构筑类脑智能研究高地，数据是“理解”脑科学疾病的关键

相关研究数据显示，目前全球有近10亿人患有精神障碍，每8个人中就有1人患有精神疾病。对此，赵教授首先指出，随着人们生活节奏的不断加快，脑疾病已成为了亟需解决的重大社会问题。

然而，目前有多项脑疾病研究位列《Science》发布的“全世界最前沿的125个科学问题”，脑疾病相关的问题仍是未解之谜。对此，赵教授从脑科学研究的基石、脑疾病发生机制出发，进一步阐述了在大数据时代发展类脑智能的价值和意义。

脑疾病是多国脑计划研究的重点，中国“脑计划”则早在2018年便纳入规划，提出“一体两翼”的布局建议，即以研究脑认知的神经原理为“主体”，以研发脑重大疾病诊治新手段和脑机智能新技术为“两翼”。

赵教授解释道，从宏观的细胞分子到介观的环路形态，再到宏观的行为功能，大脑实际上是一个多尺度的复杂系统。想要全面地了解大脑，就需要对多尺度和不同层次的神经组织进行综合的描述。在重大专项的制度之下，大型脑科学数据库为发现脑疾病研究提供了契机。

在此基础上，他特别介绍了应势而建的张江国际脑库，指出其正是通过多维数据来研究相关脑疾病发病机制，为开展脑与类脑国际前沿研究提供了有力支撑。目前，张江国际脑库已囊括了包括脑卒中、首发精神分裂症、抑郁症、神经退行性疾病、自闭症和大学生在内的六个队列，预计收集了1.5万例次数据。

AI赋能，助力多模态大数据加速融合

接下来赵教授以阿尔茨海默症诊断和胎脑健康为例，进一步介绍了团队就影像组学展开的相关研究工作。目前，阿尔茨海默病的治疗手段非常有限，临床多以改善症状为目的，无法阻止疾病病程进展，所以对疾病的早期诊断尤为重要。基于人工智能建构的视觉模型框架，赵教授及团队得到了多项重要结果，并观察到多模态融合技术对这一疾病病程阶段的预测性能超过了现有的方法。相信在不久的将来，融合多源临床大数据和影像学特征的AI方案，将为阿尔茨海默病的早期诊断提供更多帮助。

而在胎脑健康领域，影像组学也发挥着至关重要的作用。人类大脑发育是一个复杂的过程，而胎儿大脑在不同孕期的发育尤为关键。尤其是在第三孕期，胎儿大脑中神经元的快速发展和连接，复杂的沟回逐步形成，负责运动控制的小脑也在此时期增长得更快。因此，第三孕期也是胎儿脑健康检查的关键时期。

赵教授指出，相较产前筛查中常用的超声成像，胎儿核磁具有更高的分辨率，能有效提高20%产前检查准确率。就此，研发团队开发了一套胎脑健康筛查系统，通过人工智能系统进行自动识别，对胎儿脑沟回特征进行量化，进而完成胎盘与胎儿颜面分割与重建，诊断面部发育异常。

值得一提的是，想要完成充分的影像扫描，传统诊断流程中的影像后处理及诊断平均耗时约30分钟，而利用AI的影像后处理加阅片的平均时间则可缩短至3分钟，真正达到“一键式”完成复杂预处理与数据分析的可视化，为临床医生的快速诊断提供更加精确的数据参考。

结合当前AI的发展状况以及微生物组学取得的重大突破，赵教授还以自闭症谱系障碍为例，详细介绍了AI赋能的微生物组学数据挖掘。他指出，自闭症谱系障碍是一类具有神经心理和行为缺陷的神经发育障碍，精确的分型对于该类疾病的诊疗十分重要。赵教授团队与新华医院团队合作开发了机器学习方法，将更为准确的数据结果应用到菌群分析上，鉴定了与自闭症谱系障碍患者症状严重程度相关的微生物标记物，并由此确定了自闭症的两种亚型。研究团队利用大脑结构影像数据和测试数据对这两种亚型进行了验证，从而突破了孤独症研究盲区，大大推进了对自闭症异质性机理的理解。

硬核出击，共谋脑科学产业化之路

在张江国际脑影像中心实验室负责老师的带领下，同学们通过参观学习的方式进一步为理论与实战储能。在这里，大家见到了中国第一台11.7T超高场小动物磁共振系统，这是影像中心负载最大、实用性最强的仪器，有着极高的分辨率；7T超高场人体磁共振系统，它是亚洲第一台，也是唯一一台可用于临床的7T顶级磁共振设备（医院的核磁共振最高只有3T）。

与先进技术设备的近距离接触，让同学们了解了许多关于前沿技术的新知识、新理论，也认识到了技术发展对于类脑研究的重要性。随后，复旦大学类脑智能科学与技术研究院青年副研究员加福民进行了精彩的研究分享，进一步拓宽了大家的学术视野，激发了现场的热烈讨论。

加福民谈到，神经调控技术是一种新兴的前沿技术。过去10多年，他在导师李路明的带领下，与团队围绕脑起搏器治疗帕金森病、迷走神经刺激治疗癫痫、骶神经刺激治疗盆底功能障碍和脊椎电刺激四个方面展开深入研究。除了在理论上展开探索，团队也真正实现了产业化落地，先后研制出国产首个迷走神经刺激器、国产首个骶神经刺激器、国产首个脊髓刺激器等神经调控产品，从无到有壮大着中国的神经调控产业。

大脑的工作机制错综复杂，而人们对它的认知仍然只是“冰山一角”。通过对前沿研究、高端科学的学习与参观，见证科研范式带来的革命性变革，未来，同学们也将拥有更宏观的视角，对数据如何反哺脑科学研究激发更多思考，碰撞无限可能。

复旦大学泛海国际金融学院金融EMBA的“蜕变之旅JOT”课程，应运并紧扣“领导者在高度复杂的世界中有效应对变化和挑战”的发展需求而生，也是国内商学院中首个在必修环节中开设的高管心智发展课程。

编辑：梁萍