原標題:美國政府“推進創(chuàng)新神經(jīng)技術腦研究計劃”三年進展情況
[導讀] 美國政府2013年提出“推進創(chuàng)新神經(jīng)技術腦研究計劃”(簡稱“腦計劃”),目標包括探索人類大腦工作機制、開發(fā)大腦不治之癥的療法等。
美國“腦計劃”這三年
■今日視點
新華社記者 郭 爽
美國政府2013年提出“推進創(chuàng)新神經(jīng)技術腦研究計劃”(簡稱“腦計劃”),目標包括探索人類大腦工作機制、開發(fā)大腦不治之癥的療法等。
這一計劃之宏大,被認為可與人類基因組計劃相媲美。歷經(jīng)3年,目前“腦計劃”實施現(xiàn)狀如何,面臨哪些挑戰(zhàn),有何解決辦法?
高調(diào)起步
3年前,美國總統(tǒng)奧巴馬雄心勃勃地公布這一宏偉計劃,稱要“通過10年努力繪制出完整的人腦活動圖”,并認為這將不僅具有科研和醫(yī)學意義,還將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟社會影響,具有改善全球數(shù)十億人生活的潛力。
白宮不僅對這項計劃寄予厚望,也給予了巨大支持。在美國聯(lián)邦政府2017財政年度預算中,“腦計劃”的預算增至4.34億美元,與2016財年相比增幅近45%,更是2014財年的4倍多。
除了政府撥款,美國各界也在為這項計劃提供支持。美國著名商界人士桑迪·韋爾和夫人26日剛剛宣布,為“腦計劃”捐出1.85億美元,希望能推動神經(jīng)科學發(fā)展。這是腦科學領域史上最大的一筆捐款。
“腦計劃”咨詢委員會聯(lián)合主管、美國神經(jīng)生物學家科尼利亞·巴格曼曾對媒體說,最初獲得資金時,科學家并不知道如何推進“腦計劃”研究,后來達成了一個基本共識:第一步是技術創(chuàng)新和推動技術發(fā)展,只有這樣才能推動神經(jīng)科學向前發(fā)展;第二步是將這些新技術應用于探索大腦功能的工作機制。
過去3年,“腦計劃”研究在多個領域取得進展。比如去年4月,科學家找到了一種通過控制實驗室動物大腦神經(jīng)回路、較準確操控其行為的方式,被美國媒體稱為該計劃啟動以來第一個重要成就。
齊頭并進
美國“腦計劃”的具體事務由多個機構負責,這些機構側重點各有不同。從涉及該項目的2017財年預算中,“腦計劃”幾大研發(fā)方向或許可窺一斑。
作為“腦計劃”研究的主要機構,美國國家衛(wèi)生研究院將獲得該計劃預算的最大部分,總共1.95億美元資金,支持其“腦計劃2025”項目。國家衛(wèi)生研究院還計劃通過“腦計劃公私合作伙伴項目”,將學術研究者與新技術工具制造商對接起來。
美國國家衛(wèi)生研究院公布的研究方向,包括開發(fā)分析大腦細胞和神經(jīng)回路的研究工具,開發(fā)新一代人類大腦成像技術,大規(guī)模記錄大腦活動和調(diào)節(jié)控制大腦功能,研究神經(jīng)回路功能、開發(fā)新一代人腦侵入性裝置,開設多項神經(jīng)科學短期課程等。
美國能源部將首次獲得900萬美元經(jīng)費支持,重點發(fā)展新型生物傳感器和監(jiān)測設備以監(jiān)測關鍵分子在大腦中的工作過程。
另外,美國國防部高級研究項目局將獲得1.18億美元資金,重點內(nèi)容包括研發(fā)能夠讀寫單個神經(jīng)元功能的硬件原型等。美國國家科學基金會將獲得7400萬美元,用于設立“國家大腦觀測站”,協(xié)調(diào)大規(guī)模國際腦研究項目,平衡在神經(jīng)技術領域的多方投資。美國情報高級研究計劃署則將繼續(xù)研究應用神經(jīng)科學。
前路多艱
初步研究成果、研究團隊和資金的到位,都只是萬里長征第一步。從科研難度本身,到合作模式、倫理問題等等,擺在這項宏偉計劃面前的現(xiàn)實困難還有很多。
首先,科學界此前對大腦工作機制的認知幾乎是空白,技術難度不言而喻??茖W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(zhàn)的表層。比如,動物研究的當前最高水平是可同時從約1000個神經(jīng)元中取樣,但人腦有850億到1000億個神經(jīng)元,破解它們共同包含的巨大奧秘,看起來像“不可能完成的任務”。
倫理方面也有不少擔憂?!澳X計劃”中的一些技術設想如果實現(xiàn),便有可能用于操縱神經(jīng)元,這不僅讓人擔心會產(chǎn)生“讀心術”,還對大腦是否會被控制感到憂慮。奧巴馬曾指示相關委員會加強生命倫理問題的研究,以探索解答伴隨“腦計劃”科研發(fā)展而引發(fā)的相關倫理、法律和社會意識等方面的問題。
另外,如何開展合作也是個大問題。參與“腦計劃”的加州理工學院專家多麗絲對記者說,與基因組計劃或者物理學工程相比,神經(jīng)學研究方式充滿個性,這是“腦計劃”參與者共同工作時面臨的一大挑戰(zhàn)。
技術突圍
盡管困難重重,科學家依然能夠看到與腦科學相關的技術取得突破的希望。就研究工具來說,科學家設想,綜合運用多種新技術,去探測記錄人腦活動,并由此帶動一批新技術進步。
美國國家衛(wèi)生研究院專家埃德蒙·塔利認為,光電等科學領域中研發(fā)的設備,在“腦計劃”研究中前景廣闊。加州理工學院腦成像中心負責人、神經(jīng)科學教授拉爾夫·阿道夫也指出,將來可能通過光學方法獲取多種成像類型的大量數(shù)據(jù),為腦研究提供支持。
加州大學洛杉磯分校加州納米系統(tǒng)研究院負責人保羅·韋斯則認為,電子探針技術、光學探針技術、光遺傳學、功能化納米粒子技術、合成生物學技術等,都可能用于腦科學研究。
此外,公私合作的方式是“腦計劃”的一大特點。除了政府研發(fā)機構,包括數(shù)家光電企業(yè)、腦成像技術公司等在內(nèi)的各類相關領域企業(yè),包括一些初創(chuàng)公司,也都是“腦計劃”研發(fā)的合作方。這種方式有助于為研究提供持續(xù)的活力。
?。ㄐ氯A社洛杉磯4月26日電)