脑科学“大国之争”：揭秘人体最后谜团

脑科学是人类理解自然现象和人类自身的“终极领域”。主要国家竞相投资脑科学研究，这不仅关系到人类健康和福祉，也关系到未来的生产力。

新世纪以来，主要国家在科学研究方面展开竞争:天堂、海洋、互联网、虚拟……近年来，一个新的科学技术“前沿”进入了人们的视野:美国的最后一个谜团——大脑之谜。

专家认为，主要国家在脑科学研究上的竞争具有深远的意义。这不仅关系到人类的健康和福祉，也关系到未来的生产力，而生产力有望深刻地改变社会。

对“黑洞”的认识

《三磅宇宙》充满了神秘

为什么是大脑？“我们不能忍受人类仍然对大脑的工作方式知之甚少”。20多年前，脱氧核糖核酸双螺旋结构的发现者之一弗朗西斯·克里克抱怨道。

然而，直到今天，大脑仍然是人类认知的“黑洞”。

美国总统巴拉克·奥巴马说:“作为人类，我们可以识别几光年以外的星系，我们可以研究比原子小的粒子，但我们仍然无法揭示我们耳朵之间3磅重的物质的奥秘。”

“两耳之间的三磅物质”也被昵称为“三磅宇宙”，这是难以捉摸的和迷人的。中国科学院外国院士蒲慕明在接受记者采访时表示，人脑有1000亿个神经细胞，由大量的神经纤维连接起来，形成一个极其复杂的神经网络。目前，脑科学最重要的突破是理解人脑高级认知功能的神经网络基础。

“我们对大脑的了解只是沧海一粟，”英国帝国理工学院外科机器人研究员刘说。他认为大国掀起的“脑科学热”可能会成为另一个“人类基因组计划”。

蒲慕明还说，脑科学是人类理解自然现象和人类自身的“终极前沿”，是本世纪最重要的前沿科学之一。科学界甚至认为，称人脑的神经科学为“人类科学的最后前沿”并不过分。

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2013年，欧盟率先宣布了“人类大脑项目”

在脑科学领域，2013年无疑是重要的一年。今年年初，欧盟率先宣布“人类大脑项目”为欧盟未来10年的“新兴旗舰技术项目”，研究经费为10亿欧元。同年4月，美国*宣布了“人才计划”，启动资金超过1亿美元。经过调整后，预计未来12年将投资45亿美元。

日本也对脑科学研究感兴趣。继欧洲和美国之后，日本于2014年正式启动了由理化研究所牵头的“大脑研究计划”，试图从狨猴的大脑开始加速人类大脑研究。

经过积极酝酿，中国也迅速进入。“脑科学与类脑科学”被确定为“十三五”科技创新重大项目之一，“中国脑科学计划”即将启动。

"脑科学研究在时间上太重要了！"复旦大学脑科学研究所所长马岚在接受媒体采访时表示，脑科学的发展目前正处于跨越式发展的重要时期。奥巴马在宣布“大脑项目”时直言不讳地表示，“现在是我们达到太空竞赛以来的新研发水平的时候了”。

在脑科学领域，大国纷纷起步。这是一个烧钱的战场，但如果不花钱，它将无法占据新的科研高度。

一个身体有两个翅膀

治疗人类脑部疾病的最“基础气体”。

脑科学研究的本质可以概括为“一体两翼”。一体，即以研究大脑认知的神经原理为主体；两翼，即研究和开发新的诊断和治疗人类重大脑部疾病的方法和面向人工智能的类大脑研究。

正如诺贝尔生理学或医学奖获得者杰拉德·埃德尔曼所说:“脑科学知识将为即将到来的新时代奠定基础。有了这些知识，我们可以治愈大量疾病，制造模仿大脑功能的新机器，并对我们自己的本性和我们如何认识世界有更深的理解。”

在两翼中，治疗人脑疾病是“地气”之一，也是人类最迫切的需要。帕金森氏病、阿尔茨海默氏病、抑郁症、精神分裂症...我们能在将来阐明这些脑部疾病的机制吗？脑部疾病的发生和发展能被治愈或至少延迟吗？

日本正在进入老龄化社会。帕金森病和其他常见疾病在老年人中变得越来越普遍，困扰着社会。领导脑科学研究的化学研究所脑科学综合研究中心主任苏苏姆·托内加瓦说，他们有责任发现帕金森病等脑部疾病的根源，并找到有效的治疗或预防方法。

欧洲面临着同样的问题。据预测，欧洲大约三分之一的人口将在未来遭受与大脑相关的疾病，这将影响几乎所有的欧洲家庭。脑科学的基础研究无疑将有益于社会，改善人类健康和老年人的生活质量。

另一个翅膀，人工智能，更令人着迷。“阿尔法围棋”战胜李世石引起了全世界的关注。然而，我们必须知道，这只是一个单一任务的计算程序，它和人脑之间仍有巨大的差距。如果我们真的模拟人脑呢？

当然，人工智能的目标不是复制人脑，而是在智能驾驶和手术机器人等各个分领域提供智能服务。未来学家凯文·凯利预测，在未来20年，世界上最重要的技术将是人工智能。人工智能产品将成为像水和电一样的商品。

“将人工智能纳入第十三个五年计划是一个非常正确的决定。过了这个时间点可能就太晚了。”科技大学迅飞校长刘庆峰曾经说过，人工智能是世界下一轮工业革命的引爆点，是一个“必须赢的地方”。

硅谷已经领先了。从谷歌、脸书和微软等巨头到初创企业，他们都热爱人工智能。谷歌内部数百个团队正在研究机器学习技术。在过去的两年里，脸书在硅谷、纽约和巴黎建立了三个人工智能实验室……这些技术公司的负责人相信人工智能技术可能会改变世界。

可以预期，脑科学的新发现将为人工智能的发展提供新的“助推器”。

(记者张忠夏，参加记者彭倩、华谊、马丹、张嘉玮、张淼)据新华社报道

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在过去三年的美国大脑项目中

2013年，美国*提出了“促进创新神经技术的大脑研究计划”(以下简称“大脑计划”)，其目标包括探索人脑的工作机制和开发无法治愈的脑部疾病的疗法。3年后，“大脑计划”的实施现状如何？

在过去的三年里，“大脑计划”的研究在许多领域都取得了进展。例如，去年4月，科学家们发现了一种控制实验动物大脑神经回路的方法，可以更精确地控制它们的行为，这被称为自美国媒体启动该项目以来的第一项重要成就。

美国“大脑项目”的具体事务是许多机构的责任，它们有不同的侧重点。白宫非常支持这项计划。在美国联邦*2017财年的预算中，“人才计划”预算增加到4.34亿美元，比2016财年增加了近45%，是2014财年的四倍多。从本项目涉及的2017财年预算中，我们可以看到“人才计划”的几个主要研发方向。

作为“大脑计划”的主要研究机构，国家卫生研究院将获得计划预算的最大部分，总计1.95亿美元，以支持其“大脑计划2025”项目。国家卫生研究院还计划通过“大脑项目公私合作项目”将学术研究人员与新技术工具制造商联系起来。

美国国立卫生研究院宣布的研究方向包括开发用于分析脑细胞和神经回路的研究工具，开发新一代人脑成像技术，大规模记录大脑活动和大脑功能的调控，研究神经回路功能，开发新一代人脑侵入装置，以及开设若干神经科学短期课程。

美国能源部将首次获得900万美元，用于开发新的生物传感器和监控设备，以监控大脑中关键分子的工作过程。

此外，美国国防部高级研究计划署将获得1.18亿美元，重点是开发能够读写单个神经元功能的硬件原型。美国国家科学基金会将获得7400万美元，用于建立一个“国家大脑观察站”，以协调大型国际大脑研究项目，并平衡神经技术领域的多方投资。美国情报高级研究计划将继续研究应用神经科学。

初步研究成果、研究团队和资金只是长征的第一步。从科学研究本身的困难到合作模式和伦理问题，在这一宏伟计划面前仍有许多实际困难。

首先，科学界此前对大脑工作机制的理解几乎是空白，技术难度不言而喻。科学家们承认，一个多世纪以来对大脑的探索才刚刚触及这一重大科学挑战的表面。例如，目前最高水平的动物研究是大约1000个神经元可以同时被取样，但是人类大脑有850亿到1000亿个神经元。打破它们共同包含的巨大谜团看起来像是一项“不可能完成的任务”。

还有许多伦理问题。“大脑计划”中的一些技术假设如果实现的话，可能会被用来操纵神经元，这不仅让人担心“读心术”，还让人担心大脑是否会被控制。奥巴马指示相关委员会加强生物伦理问题的研究，以探索和解决“大脑工程”科学发展中出现的伦理、法律和社会问题。