美国“脑计划”透视

来源:新华网 2013-4-3 任海军

  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学研究计划(以下简称“脑计划”),以探索人类大脑工作机制、绘制脑活动全图、针对目前无法治愈的大脑疾病开发新疗法。这项计划有三大特点,即通过公私合作的方式完成,潜在影响力深远,同时面临艰巨挑战。

公私合作

  在“脑计划”中,美国将采取“集中力量办大事”的思路,吸纳公立和私营的科研机构共同参与。

  多家联邦公立机构将为此拨款,如美国国家卫生研究院将在2014财年为“脑计划”投入约4000万美元,该机构下属的15个研究所和中心将参与其中。美国国家科学基金会将提供2000万美元,用于开发分子尺度的探测装置,力争能感知并记录神经网活动,并通过“大数据”技术增进对大脑思维、情感、记忆等活动的理解。

  美国军方也参与其中,国防部高级研究项目局计划投入5000万美元,着重开发一系列能捕捉、处理神经元和染色体活动状态的工具,建立相应的信息处理系统和修复机制,以期在士兵遭遇应激压力、脑损伤、记忆损失等问题时协助诊断和治疗。

  在私营机构中,一些相关研究项目在“脑计划”正式启动前就已起步。例如艾伦脑科学研究所在去年3月启动为期10年、旨在理解大脑活动的项目,每年将为此提供6000多万美元。霍华德•休斯医学研究所于2006年启动主要研究神经网络的新园区,每年将提供至少3000万美元的资助。

  上述项目都将融入“脑计划”之中。此外,卡维理基金会将在今后10年内每年提供约400万美元资金,索尔克生物研究所将总共提供2800多万美元,支持部分“脑计划”项目。分析人士认为,“脑计划”将促进美国公私科研机构之间的合作,推动脑科学各个领域的跨学科交流。

影响深远

  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

  “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。

 

2013年04月07日 15:22:29  清华新闻网

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