在已知宇宙中，人类大脑是最复杂的结构之一。它由大约 1 千亿个神经元组成，每个神经元通过数千个突触与其他神经元相连，形成了一个难以想象的复杂网络。这张网络不仅控制着我们的身体，还塑造了我们的思想、情感和意识。从简单的反射动作到深奥的哲学思考，大脑的每一项功能都彰显着其非凡的复杂性。
尽管科学家们对大脑展开了数十年的深入研究，人类对其奥秘的了解依然浅显。2021 年，Science 发布的全球 125 个最前沿科学问题中，有 16 个与脑科学密切相关。 这些问题直指核心，如大脑的结构和功能如何协同工作？复杂的神经网络如何塑造行为和认知？这些未解之谜不仅揭示了脑科学研究的深度挑战，也体现了人类对探索大脑运作机制的迫切渴望。
与此同时，与大脑相关的疾病正成为全球性挑战。抑郁症、阿尔茨海默病、帕金森等脑疾病带来的社会负担逐年加重。然而，目前针对这些疾病的预防与治疗手段仍然有限。这种局限性呼唤科学界加大投入，深入解析脑疾病的发生与发展机制，为患者带来更精准、更高效的治疗方案。
在此背景下，E11 Bio 于 2022 年应运而生。作为首个非营利性的重点研究组织 (Focused Research Organizations，简称 FROs)，E11 Bio 致力于构建全栈式大脑结构映射技术， 为科学家和医学研究人员提供强大的工具，以解锁大脑的复杂结构和功能。
E11 Bio 官方网址：
https://e11.bio/
E11 Bio ：用科学点亮大脑奥秘的前沿团队
为支持突破性科学技术的发展并解决社会关键问题，2017 年，谷歌前首席执行官埃里克·施密特 (Eric Schmidt) 和他的妻子温迪·施密特 (Wendy Schmidt) 创立了慈善计划 Schmidt Futures。 这一计划旨在通过资助和支持尖端研究，推动全球科学与技术的前沿突破。
随着 Schmidt Futures 的不断发展，其愿景也更加聚焦。2021 年，一个名为 Convergent Research 的新组织从其中分离出来，成为一家独立的非营利机构，专注于创建和支持 FROs。这些 FROs 组织好比科研界的初创企业，由一支专注于特定目标的团队组成，在首席执行官的领导下全身心投入研究，而不必担忧研究资金或商业化的压力。
而生物科技公司 E11 Bio 便是首个非营利形式运营的 FRO，成立于 2022 年，总部位于加利福尼亚州阿拉米达，其联合创始人兼首席执行官为 Andrew Payne。他在空间和分子方法的前沿领域拥有丰富的经验，尤其擅长超分辨率显微技术以及基因组学、转录组学和蛋白质组学的空间分辨研究。
在多伦多大学攻读工程物理学本科后， Andrew Payne 加入麻省理工学院 (MIT) 的 Ed Boyden 团队攻读博士学位，专注于开发适用于哺乳动物大脑尺度的神经回路架构映射技术。在博士期间，他创造了一种颠覆性的空间分辨分子显微技术，使显微成像从最初的 4 种颜色扩展到 40 亿种数字颜色。 这项技术为大脑结构的精确映射提供了全新视角，相关论文以「In situ genome sequencing resolves DNA sequence and structure in intact biological samples」为题，发表在 Science 上。
论文地址：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.aay3446
E11 Bio 联合创始人兼首席执行官 Andrew Payne
除了 Andrew Payne，E11 Bio 团队由多位顶尖科学家组成，包括神经解剖学首席科学家 Johan Winnubst、光学连接组学专家 Julia Michalska 和 Hugo Damstra，以及机器学习科学家 Arlo Sheridan 等等。
E11 Bio 团队
值得一提的是，团队的运营由首席运营官 Jun Axup 提供强大支持。Jun Axup 曾任全球领先的生命科学加速器 IndieBio 的首席科学官和合伙人，具有斯克里普斯研究所化学生物学博士学位。她在免疫肿瘤学、蛋白质工程、实验室自动化机器人、CRISPR 和精准医学等领域积累了丰富的创业经验， 并共同创立了 2 家初创企业。她热衷于提升人类健康寿命、破解大脑奥秘以及应对气候变化的全球挑战。
E11 Bio 首席运营官 Jun Axup
E11 Bio 的成立不仅标志着非营利研究模式的新探索，也为解决重大科学难题提供了前所未有的创新路径。
PRISM 技术发布：推动全脑连接组学革命的新引擎
E11 Bio 自成立之初，便致力于建立一个开放且可扩展的单细胞脑图谱技术平台， 目标是让这一技术像 DNA 测序一样普及，使每位神经科学家都能轻松使用。经过两年的持续努力，E11 Bio 在脑科学研究领域取得了重要突破。
12 月 3 日，E11 Bio 宣布推出 PRISM 技术。 这项技术由 E11 Bio 联合克里克研究所的 Sam Rodriques 实验室、英国剑桥马克斯·普朗克研究所/LMB 的 Joergen Kornfeld 实验室、麻省理工学院 Ed Boyden 实验室以及霍华德·休斯医学研究所 (HHMI) 共同研发完成。PRISM 的问世标志着脑科学研究迈向全脑连接组学的新里程碑。
PRISM 技术的核心在于以极低成本绘制整个大脑中数百万个细胞的连接关系， 从而使全脑连接组学研究从果蝇等小型大脑扩展到如小鼠等更复杂的哺乳动物大脑，为未来探索人类大脑提供了可能。
具体而言，PRISM 通过分子注释的迭代染色进行光学连接组重建，极大提升了脑图像数据的质量和可解释性。 研究人员通过指令让每个细胞生成不同组合的蛋白质，作为细胞的身份标识（条形码）。借助扩展显微技术和特殊染色程序，这些条形码能够为图像数据提供精确标注。这种标注进一步助力了基于人工智能的「自我校对」图像分割模型开发，使人工校对需求显著减少，成功降低了约 95% 的成本。
与此同时，PRISM 还通过多种技术优化解决了传统连接组研究中的关键成本难题。例如，光片显微镜与扩展显微技术的结合，使研究人员能以电子显微镜成本的十分之一实现类似的分辨率和通量；此外，采用 GPU 加速的分割算法（如局部形状描述符）进一步提升效率，分割成本较 Wellcome Trust 的估算低 10-100 倍。这一系列创新使得全脑连接组学的整体成本预计下降至少 100 倍。
- Wellcome Trust（威康信托基金会）是一家位于英国伦敦的生物医学研究慈善机构，成立于 1936 年，旨在资助全球范围内的医学和生物科学研究，以改善人类和动物的健康。
PRISM 研究方法示意图，图源 Julia Khul
PRISM 技术不仅降低了脑科学研究的门槛，还为发展更接近人类的人工智能、治疗脑部疾病以及模拟人类脑电路提供了至关重要的支持。这项技术的突破性成果将极大推动神经科学的前沿进展。据悉，PRISM 的研究细节将以论文的形式对外公布，其预印本将在明年年初发布，测试版方法也将同步公开。
揭示人类大脑终极奥秘，全球脑科学竞赛如火如荼
为了全面揭示大脑的奥秘，推动类脑智能技术的发展，并为脑疾病的诊断与治疗提供新的解决方案，各国纷纷启动由政府主导的大型科研项目。
2005 年，瑞士神经科学家亨利·马克拉姆教授在瑞士联邦政府支持下，于瑞士联邦洛桑理工学院启动「蓝脑计划」(blue brain project)。
2013 年，美国时任总统奥巴马启动了「创新性神经技术大脑研究」计划 (BRAIN)， 由美国国立健康研究院 (National Institutes of Health，NIH) 进行领导。
2014 年，在日本文部科学省、日本医学研究与发展委员会共 3.65 亿美元的资助下，日本也启动了为期 10 年的「综合神经技术用于疾病研究的脑图谱」计划 (BRAIN/MINDS)。
同年，我国脑科学研究学者们在香山科学会议中专门探讨了中国脑科学计划的目标、任务和可行性；2016 年 ，我国在「十三五规划」中将「脑科学与类脑研究」列为国家重大科技创新和工程项目，标志着「中国脑计划」的全面展开。 2021 年，我国的「脑科学与类脑研究」计划正式启动。
虽然我国的脑计划启动较晚，但在研究力量上迸发出雄厚的实力。如中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心长期致力于脑网络和神经疾病的研究，特别是在灵长类动物模型的建立上处于国际领先地位。
又如清华大学、北京大学、复旦大学、山东大学等高校则成立了专门的脑科学研究中心，重点研究神经网络建模、脑疾病机制和类脑人工智能等领域。此外，上海脑科学与类脑研究中心作为中国首个综合性脑科学研究机构，专注于大规模脑图谱绘制和脑疾病研究，为该领域提供了强有力的支持。
在全球脑科学研究如火如荼的背景下，伴随着 AI 技术的深度融合，我们有理由相信，未来的脑科学研究将在类脑计算、脑疾病治疗以及智能技术创新等方面实现革命性突破，为推动社会进步和提升人类福祉做出重要贡献。
参考资料：
1.https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9568407/
2.https://www.fastcompany.com/90684882/these-focused-research-organizations-are-taking-on-gaps-in-scientific-discovery
3.https://indiebio.co/team/jun-axup/
4.https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/ar
**粗体** _斜体_ [链接](http://example.com) `代码` - 列表 > 引用。你还可以使用@来通知其他用户。