美国正式公布脑科研计划 斥资1亿美元绘图大脑

奥巴马2日公布“推进创新神经技术脑研究计划”

　　美国2日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。综合新华社电

　　巨资投入

　　启动资金达1亿多美元

　　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。”

　　影响深远

　　加深对大脑活动的理解

　　过去10年中,科学家已在脑科学领域取得了一系列重要发现,为实施“脑计划”打下基础。这些发现包括人类基因组测序、研制出为神经连接绘图的新工具、提高造影技术的分辨率等。现在科学家已能利用光脉冲确认大脑中具体的细胞活动如何影响行为,还可利用高分辨率造影技术观测大脑如何在架构和功能上连接。

　　“脑计划”无疑将进一步推动技术的进展,白宫在启动该计划的声明中强调了其深远影响“脑计划将加速新技术的开发和应用,使研究者能绘制复杂神经回路图像,实时捕捉大脑中‘一念闪过’时细胞间的交互动态。”

　　“这些技术将打开探索大脑如何记录、处理、使用、存储、找回海量信息的大门,加深对大脑功能和复杂行为的理解。”

　　美国总统奥巴马还强调了“脑计划”的经济社会影响,认为该计划能促进就业,具有改善全球数十亿人生活的潜力。哥伦比亚大学教授、卡维理脑科学研究所联合所长拉斐尔·尤斯特接受新华社记者采访时也表示,这项计划在推动科学进展和提高治疗脑疾病能力的同时,还有促进经济增长的潜力。

　　前路多艰

　　人脑有近千亿个神经元

　　“脑计划”雄心勃勃,执行起来却可能困难重重。奥巴马对此有清醒的认识,他在2日会见科学家时表示:“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,但我们仍无法揭示两耳间三磅重物质(指大脑)的奥秘。”

　　首先是技术上的难度。人脑由错综交织的神经元构成。科学家承认,一个多世纪以来对大脑的探索才刚刚触及这个巨大科学挑战的表层。这类研究的惯例是从动物模型出发,动物研究当前的最高水平是可以同时从约1000个神经元中取样,但人脑有850亿到1000亿个神经元。

　　伦理方面的担忧也不言而喻。“脑计划”中的一些技术设想如果实现,便可用于操纵神经元,这不仅让人担心会产生“读心术”,还对大脑是否被控制感到疑虑。

　　奥巴马在今年2月的国情咨文中说:“希望和人类基因组计划一样,通过10年努力绘制出完整的人脑活动图。”但有美国媒体在报道中认为,奥巴马设定的这个目标,难度或许比结束阿富汗战争或与他的共和党对手寻求共识还艰巨。

　　链接

　　美国“脑计划”的由来

　　美国白宫2日正式公布一项被认为可与人类基因组计划相媲美的脑科研计划。《纽约时报》今年2月中旬就曾对政府的这一计划进行了报道,美国《科学》杂志网站随后刊登文章,介绍了计划的由来。

　　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。

　　新华时评

　　美启动“脑计划”

　　意在抢占战略制高点

　　一叶落而天下知秋。

　　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。

　　大国在脑科学领域的角逐可谓激烈。

　　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。

　　秦失其鹿,天下共逐之,高才疾足者先得。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。