美國正式公布腦科研計劃 斥資1億美元繪圖大腦

2013年04月04日 01:39來源：現代金報

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原標題：斥資1億多美元為大腦繪圖

奧巴馬2日公布「推進創新神經技術腦研究計劃」

美國2日正式公布腦科研計劃,以探索人類大腦工作機制、繪製腦活動全圖,並最終開發出針對大腦不治之症的療法。業內專家認為,這項計劃的意義可與人類基因組計劃相媲美。綜合新華社電

巨資投入

啟動資金達1億多美元

這項計劃全稱為「推進創新神經技術腦研究計劃」,簡稱「腦計劃」,其啟動資金達1億多美元,分別由美國國家衛生研究院、國防部高級研究項目局、國家科學基金會提供。美國國家衛生研究院將成立由洛克菲勒大學教授巴格曼、斯坦福大學教授紐瑟姆擔任聯合主席的高層級工作組,確定計劃的詳細科研目標,制訂計劃的時間表、重要節點,評估成本以及開展相關倫理研究。

除聯邦機構外,霍華德·休斯醫學研究所、艾倫腦科學研究所、索爾克生物研究所等私營、民間機構及個人也將參與該計劃。科學家們將一道推進對人類大腦近千億神經元的理解,加深對感知、行為和意識的研究。該計劃將有助於加深阿爾茨海默氏症、帕金森氏症等疾病的理解,並最終找到一系列神經疾病的新療法。這一計劃也有望為人工智慧領域的進展鋪平道路。

雖然「腦計劃」獲得的聯邦資助遠低於人類基因組計劃,但奧巴馬政府的決定仍受到科學家的歡迎。紐瑟姆說:「只要計劃開始方向正確,科學家們依靠少量資金就能帶領神經科學取得全新進展。這項研究將會促進科學研究者思維模式的變化。」

影響深遠

加深對大腦活動的理解

過去10年中,科學家已在腦科學領域取得了一系列重要發現,為實施「腦計劃」打下基礎。這些發現包括人類基因組測序、研製出為神經連接繪圖的新工具、提高造影技術的解析度等。現在科學家已能利用光脈衝確認大腦中具體的細胞活動如何影響行為,還可利用高解析度造影技術觀測大腦如何在架構和功能上連接。

「腦計劃」無疑將進一步推動技術的進展,白宮在啟動該計劃的聲明中強調了其深遠影響「腦計劃將加速新技術的開發和應用,使研究者能繪製複雜神經迴路圖像,實時捕捉大腦中『一念閃過』時細胞間的交互動態。」

「這些技術將打開探索大腦如何記錄、處理、使用、存儲、找回海量信息的大門,加深對大腦功能和複雜行為的理解。」

美國總統奧巴馬還強調了「腦計劃」的經濟社會影響,認為該計劃能促進就業,具有改善全球數十億人生活的潛力。哥倫比亞大學教授、卡維理腦科學研究所聯合所長拉斐爾·尤斯特接受新華社記者採訪時也表示,這項計劃在推動科學進展和提高治療腦疾病能力的同時,還有促進經濟增長的潛力。

前路多艱

人腦有近千億個神經元

「腦計劃」雄心勃勃,執行起來卻可能困難重重。奧巴馬對此有清醒的認識,他在2日會見科學家時表示:「作為人類,我們能夠確認數光年外的星系,我們能研究比原子還小的粒子,但我們仍無法揭示兩耳間三磅重物質(指大腦)的奧秘。」

首先是技術上的難度。人腦由錯綜交織的神經元構成。科學家承認,一個多世紀以來對大腦的探索才剛剛觸及這個巨大科學挑戰的表層。這類研究的慣例是從動物模型出發,動物研究當前的最高水平是可以同時從約1000個神經元中取樣,但人腦有850億到1000億個神經元。

倫理方面的擔憂也不言而喻。「腦計劃」中的一些技術設想如果實現,便可用於操縱神經元,這不僅讓人擔心會產生「讀心術」,還對大腦是否被控制感到疑慮。

奧巴馬在今年2月的國情咨文中說:「希望和人類基因組計劃一樣,通過10年努力繪製出完整的人腦活動圖。」但有美國媒體在報道中認為,奧巴馬設定的這個目標,難度或許比結束阿富汗戰爭或與他的共和黨對手尋求共識還艱巨。

鏈接

美國「腦計劃」的由來

美國白宮2日正式公布一項被認為可與人類基因組計劃相媲美的腦科研計劃。《紐約時報》今年2月中旬就曾對政府的這一計划進行了報道,美國《科學》雜誌網站隨後刊登文章,介紹了計劃的由來。

2011年9月,科維理基金會、艾倫腦科學研究所和蓋茨基金會共同贊助了一個在英國召開的會議,主持個人基因組項目的是哈佛大學分子遺傳學家喬治·丘奇和哥倫比亞大學神經科學家拉斐爾·尤斯特。他們提議通過廣泛、協調一致的努力來開發一項新技術,用於追蹤人類大腦的功能連接活動,最終達到可以測量單個神經元活動的水平。

這項提議引起軒然大波。儘管一些與會者持懷疑態度,但提議引發了足夠的熱情,從而形成了一本白皮書。科維理基金會科學項目副主席全美英(音)等人於2011年12月與美國國家衛生研究院、國防部高級研究項目局、白宮科技政策辦公室等舉行一系列會議推廣這一計劃。

2012年1月,推進該計劃的良好勢頭在加利福尼亞州召開的第6屆科維理未來研討會上得以延續。接著,一篇發表在《神經》雜誌的論文充實了計劃的研究目標和細節,並說明主要集中於動物研究。2012年7月,隨著白宮科技政策辦公室提出該計劃要像人類基因組計劃那樣在科技領域具有重大挑戰性的要求,全美英以及其他《神經》雜誌論文的合著者與聯邦機構的官員一道,對提議進行了修改,使該項目更多地關注對於人類的適用性。

新華時評

美啟動「腦計劃」

意在搶佔戰略制高點

一葉落而天下知秋。

在年初的國情咨文中,美國總統奧巴馬特別提到為人腦繪圖的計劃。「現在是太空競賽以來,美國的研發水平達到新高度的時候了」,一語道破美國出台「腦計劃」的深層動機搶佔腦科學研究戰略制高點。

無獨有偶。歐盟委員會也在年初宣布,石墨烯和人腦工程兩大科技入選「未來新興旗艦技術項目」,並為此設立專項研發計劃,每項計劃將在未來10年內分別獲得10億歐元的經費。

大國在腦科學領域的角逐可謂激烈。

對人類而言,大腦的複雜程度及發揮的作用是其他任何器官無法比擬的,它對各年齡層的人都至關重要。理解人腦的運行機制不但有助於帕金森氏症、阿爾茨海默氏症等腦部疾病的診斷和治療,還可揭示人腦的高能效、高可靠性之謎,對人工智慧研發具有重大意義。同時,它還有助於破譯人機界面智能化的世紀難題,開發全新的信息處理系統。

鑒於此,腦科學被發達國家視為科研領域「皇冠上的明珠」,並得以蓬勃發展,成為近20年來發展最快的學科之一。美國國會曾將20世紀的最後10年命名為「腦的10年」,日本制定了「腦科學時代」計劃,德國、英國、瑞士等也不甘落後,推出了本國的神經科學研究計劃。

目前,全球腦科研呈現出多個鮮明趨勢:研究已深入到細胞和分子水平,一些重大問題已在分子水平上找到答案;認知科學、信息科學等廣泛的學科交叉;開始注重綜合、整體的研究;主要研究方向則包括:闡明神經元特殊的細胞和分子生物學特徵;揭示神經元之間各種不同的連接方式;鑒別神經元間的差異;了解神經元如何產生、傳導信號及這些信號如何改變靶細胞的活動;闡明神經系統疾患的病因、機制;探索新的治療手段等。

不過,在研究不斷取得突破的同時,人類對人腦功能的認知依然存在不少空白。奧巴馬2日在會見科學家時表示:「作為人類,我們能夠確認數光年外的星系,我們能研究比原子還小的粒子,但我們仍無法揭示(大腦這一)兩耳間三磅重物質的奧秘。」正是在此大背景下,歐美國家紛紛一擲千金,相繼出台新的腦科研計劃。

秦失其鹿,天下共逐之,高才疾足者先得。面對腦科學這一人類科學的高峰,誰能率先登頂,不但可以收穫可觀的經濟和社會效益,更有望在科學創新上獨領風騷。對此,發達國家顯然已經迫不及待。

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