Popular science work
2005年在《科學(xué)》(Science) 雜志創(chuàng)刊125周年之際,全球科學(xué)家提出他們認(rèn)為最重要的研究方向,并匯總成125個科學(xué)問題,其中18個屬于腦科學(xué),最重要的25個科學(xué)問題中,9個與腦科學(xué)有關(guān)。這些問題包括意識的生物學(xué)基礎(chǔ)是什么、記憶如何存儲和恢復(fù)、人類合作行為如何發(fā)展……引起了科學(xué)界、社會學(xué)界的共同關(guān)注,促成了各國腦科學(xué)研究計劃的誕生。
美國把20世紀(jì)的最后10年稱為“腦的十年”并制定了詳細(xì)的規(guī)劃。美國國立衛(wèi)生院于2010年啟動 “人類連接組”腦研究計劃,試圖描繪出人類大腦的所有神經(jīng)元相互之間的連接情況。2013年4月,美國又啟動了“通過推動創(chuàng)新型神經(jīng)技術(shù)開展大腦研究”,該計劃提出若干優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域和目標(biāo),如鑒定神經(jīng)細(xì)胞的類型、繪制大腦結(jié)構(gòu)圖譜、研發(fā)大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電活動記錄技術(shù)、建立神經(jīng)元電活動與行為的聯(lián)系、建立人腦數(shù)據(jù)采集的機(jī)制。該計劃的發(fā)展目標(biāo)既要引領(lǐng)腦科學(xué)前沿,又要促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
歐盟于2013年10月啟動腦科學(xué)研究計劃,旨在建立用于模擬和理解人類大腦所需的信息技術(shù)、建模技術(shù)和超級計算技術(shù)平臺。該計劃由來自19個國家的118家腦科學(xué)研究所組成, 共設(shè)置12個子項(xiàng)目,分別主攻小鼠腦結(jié)構(gòu)、人類腦結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)性認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、理論神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)信息平臺、大腦模擬、高性能分析計算平臺、醫(yī)學(xué)信息平臺、神經(jīng)擬態(tài)計算平臺、神經(jīng)機(jī)器人平臺、管理與協(xié)調(diào)、社會與倫理。與其他國家的腦科學(xué)計劃相比,歐盟腦科學(xué)研究計劃更側(cè)重通過超級計算機(jī)技術(shù)來模擬腦功能,以致部分腦科學(xué)家擔(dān)心它會偏離對人腦本身的研究。
日本腦科學(xué)研究計劃于2014年啟動,目標(biāo)是建立大腦發(fā)育和疾病發(fā)生的模型,加快對人類大腦疾病,尤其是神經(jīng)退行性疾病的研究。研究內(nèi)容包括非人靈長類動物(主要是狨猴)的大腦結(jié)構(gòu)和功能圖譜、創(chuàng)新型大腦成像技術(shù)、人類大腦圖譜與臨床研究。
韓國、澳大利亞、加拿大、以色列等國家也都提出了各自的腦科學(xué)研究計劃,并根據(jù)各自的國情有所側(cè)重。
縱觀各國的腦科學(xué)研究計劃,可以發(fā)現(xiàn)一些值得借鑒的共同之處:首先,各國以高強(qiáng)度經(jīng)費(fèi)投入和大規(guī)模科技協(xié)作的形式進(jìn)行組織實(shí)施,大多數(shù)國家以10年為研究周期投入巨額經(jīng)費(fèi)。其次,研究重點(diǎn)相對集中于人類腦疾病的治療和類腦計算,后者對于人工智能的發(fā)展將起到極大的推動作用。再次,各國都非常強(qiáng)調(diào)建立標(biāo)準(zhǔn)化的研究數(shù)據(jù),并嘗試通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺及時分享最新的研究成果,這如同將全世界科學(xué)家的大腦聯(lián)合起來,以集體的智慧去攻克堡壘。
我國政府在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》中把“腦科學(xué)與認(rèn)知”列入基礎(chǔ)研究 8個科學(xué)前沿問題之一,在腦和神經(jīng)元發(fā)育的分子機(jī)制、突觸可塑性、膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)元的交互作用、視覺感知功能環(huán)路、學(xué)習(xí)記憶和抉擇等腦認(rèn)知功能的神經(jīng)機(jī)制等方面取得了一批國際水平的成果。2015年,經(jīng)過多次論證的“中國腦計劃”啟動。中國腦計劃以腦認(rèn)知原理為研究主體,以腦重大疾病診治和類腦智能研發(fā)為兩翼。與歐、美、日等國啟動的腦科學(xué)研究計劃相比,中國腦計劃所包含的內(nèi)容更為廣泛,與社會需求有更直接的對應(yīng)。承擔(dān)中國腦計劃的研究任務(wù)的單位主要分布于中科院的相關(guān)研究所,985、211高校的相關(guān)院系,教學(xué)醫(yī)院的醫(yī)學(xué)研究中心。
人腦是自然界進(jìn)化的奇跡,是由數(shù)百種不同類型的上千億的神經(jīng)元構(gòu)成的極為復(fù)雜的生物組織,理解大腦的結(jié)構(gòu)與功能是21世紀(jì)最具挑戰(zhàn)性的前沿科學(xué)問題,必將對社會造成巨大的變革。
(作者系華中師范大學(xué)副教授,中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會會員)
來源:科普時報