美国正式启动“脑计划” 大国抢占新战略制高点

本月初，美国正式公布脑科研计划，以探索人类大脑工作机制、绘制脑活动全图，并最终开发出针对大脑不治之症的疗法。

业内专家认为，这项计划的意义可与人类基因组计划相媲美，美国要抢占脑科学研究战略制高点的雄心显露无遗。

美正式启动“脑计划”

这项计划全称为“推进创新神经技术脑研究计划”，简称“脑计划”，其启动资金达１亿多美元，分别由美国国家卫生研究院、国防部高级研究项目局、国家科学基金会提供。美国国家卫生研究院将成立由洛克菲勒大学教授巴格曼、斯坦福大学教授纽瑟姆担任联合主席的高层级工作组，确定计划的详细科研目标，制订计划的时间表、重要节点，评估成本以及开展相关伦理研究。

除联邦机构外，霍华德·休斯医学研究所、艾伦脑科学研究所、索尔克生物研究所等私营、民间机构及个人也将参与该计划。科学家们将一道推进对人类大脑近千亿神经元的理解，加深对感知、行为和意识的研究。该计划将有助于加深阿尔茨海默氏症、帕金森氏症等疾病的理解，并最终找到一系列神经疾病的新疗法。这一计划也有望为人工智能领域的进展铺平道路。

虽然“脑计划”获得的联邦资助远低于人类基因组计划，但奥巴马政府的决定仍受到科学家的欢迎。纽瑟姆说：“只要计划开始方向正确，科学家们依靠少量资金就能带领神经科学取得全新进展。这项研究将会促进科学研究者思维模式的变化。”

“我们在人类基因组绘图中每投入１美元，就会给我们的经济带来１４０美元的回报，”奥巴马说，“今天，我们的科学家为大脑绘图，以揭开阿尔茨海默氏症的答案。他们正开发能修复受损器官的药物，设计可以将电池效能提高１０倍的新材料。此时不能在科学和创新领域破坏这些能创造就业的投资。”

（美国总统奥巴马4月2日在白宫宣布大脑研究计划）

大脑研究刚刚起步

２０１１年９月，科维理基金会、艾伦脑科学研究所和盖茨基金会共同赞助了一个在英国召开的会议，主持个人基因组项目的是哈佛大学分子遗传学家乔治·丘奇和哥伦比亚大学神经科学家拉斐尔·尤斯特。他们提议通过广泛、协调一致的努力来开发一项新技术，用于追踪人类大脑的功能连接活动，最终达到可以测量单个神经元活动的水平。

这项提议引起轩然大波。尽管一些与会者持怀疑态度，但提议引发了足够的热情，从而形成了一本白皮书。科维理基金会科学项目副主席全美英（音）等人于２０１１年１２月与美国国家卫生研究院、国防部高级研究项目局、白宫科技政策办公室等举行一系列会议推广这一计划。

２０１２年１月，推进该计划的良好势头在加利福尼亚州召开的第６届科维理未来研讨会上得以延续。接着，一篇发表在《神经》杂志的论文充实了计划的研究目标和细节，并说明主要集中于动物研究。２０１２年７月，随着白宫科技政策办公室提出该计划要像人类基因组计划那样在科技领域具有重大挑战性的要求，全美英以及其他《神经》杂志论文的合著者与联邦机构的官员一道，对提议进行了修改，使该项目更多地关注对于人类的适用性。

科学界对大脑工作机制的认知几乎是空白。美国加州理工学院脑成像中心负责人、神经科学教授拉尔夫·阿道夫说：“我们不了解任何一个单个机体的大脑工作机制，就连只有３０２个神经元的小虫，我们目前也没法了解它的神经体系。”

从初期就参与“脑计划”的加州理工学院专家桃瑞丝说，在大脑研究领域，人们仍处在“最最开始”的阶段，关于大脑工作机制知道得太少了。未来，科学家们会从分子、细胞到神经网络、大脑的不同层面进行研究。

加州大学洛杉矶分校加州纳米系统研究院负责人保罗·韦斯说，“脑计划”是要从多个维度获取大脑活动数据并对此建模，届时，将尝试在前人从未到达的层面分析这些数据。

阿道夫说，“脑计划”的核心内容是新技术的发展、应用和实现，这让人们可以同时记录来自大量大脑细胞的数据，这些是了解大脑工作机制的基本信息。

（图为大脑区域分布模型）

抢占战略制高点

在年初的国情咨文中，美国总统奥巴马特别提到为人脑绘图的计划。“现在是太空竞赛以来，美国的研发水平达到新高度的时候了”，一语道破美国出台“脑计划”的深层动机——抢占脑科学研究战略制高点。

无独有偶。欧盟委员会也在年初宣布，石墨烯和人脑工程两大科技入选“未来新兴旗舰技术项目”，并为此设立专项研发计划，每项计划将在未来１０年内分别获得１０亿欧元的经费。

对人类而言，大脑的复杂程度及发挥的作用是其他任何器官无法比拟的，它对各年龄层的人都至关重要。理解人脑的运行机制不但有助于帕金森氏症、阿尔茨海默氏症等脑部疾病的诊断和治疗，还可揭示人脑的高能效、高可靠性之谜，对人工智能研发具有重大意义。同时，它还有助于破译人机界面智能化的世纪难题，开发全新的信息处理系统。

鉴于此，脑科学被发达国家视为科研领域“皇冠上的明珠”，并得以蓬勃发展，成为近２０年来发展最快的学科之一。美国国会曾将２０世纪的最后１０年命名为“脑的１０年”，日本制定了“脑科学时代”计划，德国、英国、瑞士等也不甘落后，推出了本国的神经科学研究计划。

目前，全球脑科研呈现出多个鲜明趋势：研究已深入到细胞和分子水平，一些重大问题已在分子水平上找到答案；认知科学、信息科学等广泛的学科交叉；开始注重综合、整体的研究；主要研究方向则包括：阐明神经元特殊的细胞和分子生物学特征；揭示神经元之间各种不同的连接方式；鉴别神经元间的差异；了解神经元如何产生、传导信号及这些信号如何改变靶细胞的活动；阐明神经系统疾患的病因、机制；探索新的治疗手段等。

不过，在研究不断取得突破的同时，人类对人脑功能的认知依然存在不少空白。奥巴马２日在会见科学家时表示：“作为人类，我们能够确认数光年外的星系，我们能研究比原子还小的粒子，但我们仍无法揭示（大脑这一）两耳间三磅重物质的奥秘。”正是在此大背景下，欧美国家纷纷一掷千金，相继出台新的脑科研计划。

面对脑科学这一人类科学的高峰，谁能率先登顶，不但可以收获可观的经济和社会效益，更有望在科学创新上独领风骚。对此，发达国家显然已经迫不及待。（完）

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责任编辑：葛立新

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