2016年12月，陈天桥和太太雒芊芊向美国加州理工学院（Caltech）捐赠1.15 亿美元，用于大脑研究，“陈天桥雒芊芊脑科学研究院”随即广为人知。
公开资料显示，这笔捐赠将帮助加州理工学院创建一个以陈天桥夫妇命名的神经科学研究所，除陈天桥、雒芊芊的捐赠之外，加州理工大学还将出资2 亿美元。
这笔捐赠是陈天桥脑科学一期计划的一部分，他为该期计划准备了10 亿美元，每年至少捐出1 亿美元。
陈天桥给加州理工捐了1.15 亿美金，中国科学界“炸了”。消息传回国内，引发了山呼海啸般的讨论，由于对脑科学所知甚少，讨论更多围绕着“国界”展开。
反对者认为，陈天桥应该把这笔钱留在国内，支持国内新兴发展的脑科学研究；支持者则认为这是全人类的事情，强行“国籍化”只会变成笑话。争论从科学界展开，一直蔓延至围观群众，声势愈演愈烈。
捐了钱还被“骂”是什么感觉？陈天桥回答说无所谓：“国人的思想已经相当开放了，换作几十年前，我这样做可能会成为罪人”。
国界已经不是问题。他只关心两件事，第一是选择“传球的正确的时间”，第二是将钱捐给“离球门最近的球员，不管他是不是外援”。
“（时间方面）我觉得重大突破的‘奇点’正在来临，我见了很多专家，大家一致认为超级计算机、显影技术和人工智能的加速会改变很多东西。比如超级计算机的运算速度，已经快赶上人类大脑的神经元运转；再比如以前大脑只能拍X 光、核磁共振，但现在可以通过细胞和分子层面的造影技术，拍到分子与细胞之间的运作。”陈天桥说，“所以最近几年，我国国家层面也在发力，奥巴马提出了大脑计划，欧盟也提出了Brain 计划，脑科学的重大突破已经不是没有可能。”
“离球门最近”则更好理解。加州理工是全世界诺奖得奖率最高的学校，迄今为止，3 万名校友贡献了超过30 个诺贝尔奖。
更重要的是，在脑研究领域，加州理工已经有了不俗的成果。神经科学教授理查德·安德森是脑机接口领域的佼佼者，其团队已经为瘫痪病人开发出了能行驶认知功能的神经假体。
完成第一笔捐赠的同时，陈天桥也给“陈天桥雒芊芊脑科学研究院”制定了清晰的规划，其探索包含三大主题：(www.xing528.com)
其一是基础性研究，了解大脑如何对信息加以收集和数据化，如何对知识、记忆、情绪、意识等加工整理，形成感知，感知又如何最后决定人的行为；
其二是脑类相关疾病的治疗，分为两部分，一是精神类疾病如抑郁症、精神分裂等；二是脑部退化类疾病，如阿尔茨海默病（老年痴呆）、帕金森综合症等；
其三则是陈天桥最感兴趣的部分——大脑能力的开发与延伸。
围绕这三大主题，陈天桥的探索实际已经脱离了“企业家”的范畴：其他人都致力于改变世界，而他却梦想着改变人类本身。
陈天桥相信，科技已经走到了革命性地认知和改变人类本身的临界点，只有加深对人类本身的认识，很多新的科研才能继续。若干年后，他今天的探索，或许就将是人类科研的一个历史分水岭。
因为意义重大，谈及脑能力的开发时，陈天桥的语速陡然提升。
“这是我最兴奋的，因为它和改变人类、改变世界有关。现在人工智能很火，但是行业的发展遇到了瓶颈，计算机运算再强、学习再快，也不能像人一样去思考和解决问题。不研究人脑，电脑、人工智能、机器人都深入不下去，比方说无人驾驶，最大的问题是如何让摄像头读懂图像，它局限于computer vision（计算机视觉）。”
“过往的科技发明，都是对于人类能力的补充，比如人的大脑从来不是仅为了计算而诞生的，因为计算的劣势，我们才发明了算盘和计算机，因为怕冷有了衣服，因为近视有了眼镜，因为不能飞所以有了飞机。人类的发展，从来都是增强自己，而不是造出新的‘类人’。”
“我认为AI 的目标应该是对大脑不足的补充，是基于大脑延伸的产物，更应该叫做augmented intelligence（智慧扩增）而不是artificial intelligent（仿智）。很多科幻大片所展示的，实际就是大脑的增强与延伸，比如最新这期X-man。一些当下新技术的追求，实际也是大脑的延伸与控制。比如VR 和AR，实际就是通过欺骗你的视觉、听觉来欺骗大脑。如果未来我们的增强技术能够跳过cheat（欺骗）大脑阶段，实现hack（黑掉）大脑，那将出现什么情况？前者是继续按照大脑的规则，而hack 是改变大脑的规则，举个例子，我们用新材料和纳米技术将部分神经元替换掉，可以将你以前认为的丑陋变成美丽。无中可以生有，那‘骇客帝国’将变成现实。”
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