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。

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。