光明日报：中国在脑科研领域如何发力

张寒/CFP

脑科学被认为是科学研究的“皇冠上的明珠”，在过去的20年里，它已经成为发展最快的学科之一。4月2日，美国宣布了它的大脑研究计划，表明它有信心夺取大脑研究的战略制高点。中国科学家如何评价这个计划？中国脑科学研究取得了哪些成就和不足？

美国于4月2日正式宣布了其大脑研究计划，旨在探索人脑的工作机制，描绘出大脑活动的完整画面，并最终开发出治疗不治之症的方法。行业专家认为，这项工程的意义可以与人类基因组工程相提并论。从“点”到“面”，脑科学进入新阶段

大脑是人体最重要、最神秘的器官。现在，美国雄心勃勃的“大脑项目”带来了揭开大脑奥秘的新希望。中国科学院生物物理研究所研究员、脑与认知科学国家重点实验室副主任卓妍表示，这标志着脑科学研究进入了一个新阶段。“最初，我们更关心对大脑局部功能的研究，如神经元的工作机制，或哪种行为反映在大脑的哪一个皮层，等等。”但是现在这种分散的“点”研究正在发展成一种全面的“网络”研究，“我们需要弄清楚大脑的不同功能区域是如何联系在一起的，以及它们是如何协同工作的。”

这将是一项意义深远的科学创新，但许多人对其未来并不乐观——实现这一目标的技术难度太大了。美国媒体写道，奥巴马设定的目标可能比“结束阿富汗战争”或“与其共和党对手寻求共识”更难实现。

卓妍还警告说，这只是一项基础工作。即使全图画得很成功，要揭开大脑的奥秘还有很长的路要走。“这并不意味着大脑活动的全貌已经绘制出来，包括疾病在内的一系列问题都可以得到解决。”他说:“这就像盖房子一样。这只是一个空房子。这取决于一个专业的施工团队来解决如何安装管道设备的问题。”

原始设备仍然是发展的短板。

“近年来，大脑和认知科学的快速发展主要归功于技术手段的进步。”卓妍说:“磁共振成像是使大脑物理连接成像和大脑功能活动相关成像成为可能的主要技术手段。”

科学思维的创新必须通过实验中的仪器设备来实现。在美国的“大脑计划”中，相关科学仪器的研发占有非常重要的份额——仅美国国家自然科学基金会就将提供2000万美元用于开发分子级检测设备。

这是中国科学界的“短板”。在卓妍的实验室里，大多数高端科研设备都是进口的，“国产产品无法达到同样的水平”。

北京大学物理学教授朱兴曾说:“我们必须认识到，现代科学技术的重大突破越来越依赖于先进的科学仪器。谁拥有最先进的科学仪器研发技术，谁就拥有发展科学技术的主动权。”

卓妍介绍说，他们正在努力弥补这个“短板”。例如，生物物理研究所正与电气工程研究所和武汉物理研究所合作开发磁场强度为9.4吨的磁共振成像设备。该项目旨在达到最先进的国际水平

缺乏原创的科学思想是最大的瓶颈。

有了这套设备，“看什么”是“最核心、最重要、最复杂的问题，它考验着学术能力和水平”。卓妍解释说，这“看什么”指的是学术思想。

脑与认知科学国家重点实验室学术委员会主任陈霖院士是脑与认知领域的专家。1982年，他在《科学》杂志上创造性地提出了“拓扑性质的初始感知”理论，对主导了半个世纪的初始特征分析理论和视觉计算理论提出了挑战。在接下来的30年里，他的团队一直致力于建立一个“大范围内第一”的认知理论。

“但是，像陈霖院士那样提出新理论、开辟新方向的情况真的很少。”卓妍说:“我们现在面临的更大挑战是如何增强学术思想的原创性，并形成一批能够与国外竞争的系统理论。”

近年来，中国也加强了在大脑和认知科学方面的部署。973项目先后启动了“大脑结构和功能的可塑性研究”和“人类智能的神经基础”等课题。国家自然科学基金委员会启动了“视听信息的认知计算”和“情绪和记忆的神经回路基础”等重大研究项目。中国科学院“脑功能联动图”试点科技项目与美国“脑计划”相似，力求揭示大脑的工作原理。

这些项目或计划的重要研究目的之一是在大脑和认知科学的基础理论方面取得突破。

“大脑和认知科学是一门新的主导学科。我国起步晚，实力弱。与国际先进水平相比，还有很大差距。”卓妍说:“但重要的是，我们的实力正在迅速增长。多年来，世界各地的大学和研究机构引进了许多一流的国际人才，培养了许多优秀的学生，并建立了大量的实验室。如果国家能够利用这一情况，进行合理和适当的指导，并增加对脑科学研究的支持，这一学科很有希望在我国发展成为一个有利的科学技术领域。”