腦計劃，吹響 「最強大腦」集結號   浙江日報

　　本報記者曾福泉

　　要說2014年開年最火的真人秀，不能不提《最強大腦》。前來挑戰的選手要麼記憶力驚人，要麼有神奇的心算能力。人腦，為何可以這麼強？

　　人腦中有大約1000億個神經元，彼此通訊，形成100萬億個突觸，數量之繁密，勝過整個銀河系的星辰。2013年，歐盟和美國先後宣布啟動耗資巨大的「腦研究計劃」，消息一經公布，即被視為堪與登月計劃和人類基因組計劃相媲美的科學偉業。畢竟，今時今日，人類對於大腦的奧秘仍然所知甚少。

　　中科院2013年發布的《科技發展新態勢與面向2020年的戰略選擇》研究報告指出，腦科學是「最後的科學堡壘和終極前沿」。大腦研究成果將給我們未來的生活帶來哪些改變？在「腦計劃」匯聚全球科學家智慧的今天，中國又將如何布局？

探索終極前沿——

腦計劃，吹響

「最強大腦」集結號

　　回答「天問」

　　早在2005年，國際著名期刊《科學》就提出了關於未來科學最重要的25個問題，其中包括「意識的生物學基礎是什麼」「記憶是如何存入又怎樣被提取的」「我們在多大程度上可以攻克老年性痴呆症」等等。這些問題，對於生命和人類社會是如此關鍵，而回答它們卻又如此困難。

　　著名神經科學家、中科院院士、浙江大學醫學部主任段樹民教授認為，從研發更加先進的人工智慧和超級計算機，到尋獲治療現代社會中日益嚴峻的神經性疾病和精神疾病的醫學方法，無不有賴於對大腦結構和機制的更為深刻的理解。

　　「在過去的幾十年中，腦科學在宏觀和微觀尺度上都取得了巨大的進步。然而，這兩個層次之間的溝壑，即『介觀尺度』仍需填補。」浙江大學神經科學研究所李曉明教授說，科學家現在已經非常清楚地知道單個神經元如何工作，並如何與緊鄰的神經元通訊，但在結構上再高一層次就不清楚了。

　　比如，我們模糊地認識到，腦內不同區域的神經元之間存在神經環路，情緒和記憶就在這些環路之間傳遞。這些神秘的迴路如何組成，又如何進行編碼？人類經驗似乎可以改變這些迴路的活性從而對行為做出修正，這究竟是怎麼實現的？科學家至今不能提供一個神經連接結構的詳細圖譜，對此，DNA雙螺旋結構發現者之一克里克曾說，這是一個「不能忍受的痛苦」。

　　從2013年起步的人類「腦計劃」正是瞄準了這些我們目前還一無所知的領域。科學家認為：我們應當知道，我們終將知道。

　　描繪「迷宮」

　　為了觀測並記錄大腦這個空前複雜且瞬息萬變的系統，需要採用前所未有的研究技術。美國的「腦計劃」即著眼於此，希望創造出一整套先進的科學方法。

　　比如「大尺度網路記錄技術」。「只對幾個神經元進行研究，始終難以避免『盲人摸象』的局面。」浙大神經科學研究所奚望博士說，全面記錄大腦網路的運行，清晰地看到環路顯現，是科學家的夙願。

　　又比如開發「神經迴路操縱工具」，涉及電子、光子、細胞遺傳學和納米技術等，希望對全腦所有區域進行長時間、全面的動態記錄，將使科學家對大腦神經元運行機制的理解提升到一個全新的層面。其中一種方法是通過光來激活或者抑制特定的蛋白質，從而調控神經元發放動作電位。這樣，科學家就把操控這套複雜的生物電路的「開關」握在了自己手裡，不再被動地等待。

　　相比之下，歐盟提出開發新型「仿神經計算系統」，更偏向於對大腦的模仿。這將是一種運算飛快而能耗很低的超級計算機，在形態、結構、機制等各方面都與傳統計算機截然不同，更接近人腦。

　　段樹民院士表示，腦計劃研究需要多學科匯合，必須在國家層面甚至國際層面進行廣泛的資源整合。普查腦細胞類型、描畫大腦結構圖，需要神經科學和生物技術；對海量的實驗數據進行分析，採用全新的統計和解釋手法，將理論與人類行為對應，這又需要實驗心理學、統計學、工程和計算機科學等各領域的專家。

　　中國布局

　　段樹民院士表示，中國正加快啟動長期的大型腦研究計劃，逐步制定重大專項或重大研究計劃，旨在凝聚研究力量，鼓勵交叉領域協同合作，對腦科學領域重大前沿問題進行持續攻關。

　　這同樣出自應對嚴峻現實問題的需要。浙大神經科學研究所孫秉貴教授介紹，我國老年痴呆病人已近1000萬，並逐年增加，目前還沒有非常有效的治療方法；腦中風患者800多萬，成為第一位致死和致殘病因；精神、心理疾病的發病率快速上升至14%，心理健康已經成為現代社會不容忽視的問題。

　　「我國有著豐富的重要腦疾病的臨床資源。」段樹民院士說，「浙江大學於2013年初建立的中國人腦庫運營良好，已取得多例大腦捐贈。在全國範圍內，未來將可能有更多的、針對不同疾病的大型腦庫建立，為腦研究作出貢獻。」

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