美巨资启动“脑计划”

　　美国总统奥巴马4月2日宣布，已要求国会明年投入1亿美元用于一项旨在治疗阿尔茨海默氏症（早老性痴呆症）等疾病的大脑研究项目。对于科学界而言，奥巴马这一决定无异于宣布美国打开一扇通往未知领域的大门，一个庞大且影响深远的科学探索计划启动。

　　奥巴马希望这项名为“利用先进创新神经技术研究脑部计划”的项目将加速一些新技术的开发和应用。这些新技术能够使研究人员绘制显示脑细胞和复杂神经回路如何快速相互作用的脑部动态图像，有助于研究大脑对大量消息的记录、处理、应用、存储和检索，了解大脑功能和行为的复杂联系。

　　根据美国官方公布的计划，美国多家联邦公立机构将为此拨款，国家卫生研究院在2014财年投入约4000万美元，国家科学基金会提供2000万美元，用于开发分子尺度的探测装置，力争能感知并记录神经网活动。此外，军方也将参与，国防部高级研究项目局计划投入5000万美元，着重开发一系列能捕捉、处理神经元和染色体活动状态的工具，建立相应的信息处理系统和修复机制。

　　计划具有重大意义

　　在今年初的国情咨文中，奥巴马特别提到为人脑绘图的计划。“现在是太空竞赛以来，美国的研发水平达到新高度的时候了”。奥巴马一语道破美国出台“脑计划”的深层动机——抢占脑科学研究战略高地。

　　对人类而言，大脑的复杂程度及发挥的作用是其他任何器官无法比拟的。理解人脑的运行机制不但有助于各种脑部疾病的诊断和治疗，还可揭示人脑的高能效、高可靠性之谜，对人工智能研发具有重大意义。同时，它还有助于破译人机界面智能化的世纪难题，开发全新的信息处理系统。

　　如今全球脑科研已进入较高的水准：研究已深入到细胞和分子水平，一些重大问题已初步找到答案。不过，在研究不断取得突破的同时，人类对脑功能的认知依然存在不少空白。奥巴马说：“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，但我们仍无法揭示只有3磅重大脑的奥秘。”

　　白宫在一份报告中称，这一项目的意义在于治疗帕金森氏症、孤独症等疾病，帮助消除中风后遗症，改善全球数以十亿计民众的生活。对任何一个国家来说，谁破解了大脑活动图密码，无异于占据了脑科学的制高点。

　　探索大脑刚刚起步

　　过去10年中，科学家已在脑科学领域取得一系列重要发现，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。

　　不过，未来人脑科学向前推进的难度日益加大。虽然只有1.5公斤左右，却由100多亿个神经细胞组成的大脑是人体中最复杂的部分，也是宇宙中已知的最复杂的组织结构。大脑是人体的神经中枢，人体的一切生理活动都是由大脑支配和指挥的。大脑的复杂性，还在于神经细胞在形状和功能上的多样性，以及神经细胞结构和分子组成上的千差万别。

　　一些科学家承认，一个多世纪以来对大脑的探索才刚刚触及表层。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，被认为是宇宙中已知的最为复杂的组织结构。部分学者称，目前人类对于人脑的研究非常有限，“甚至连一只苍蝇的脑部都没有研究清楚”。

　　此外，和克隆技术一样，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。

　　对奥巴马大力推动的“脑计划”，外界最质疑的是整个计划的可行性。“虽然方案已确立，但细节仍非常模糊。”匹兹堡大学生物物理学家伯格说。神经学家拉斐尔则表示，最终公布的计划背离了初衷，“这个项目由传统神经学家把持——而不是由包括纳米学家、视觉遗传学家和合成生物学家等跨领域科学家组成，我们担心资源会被带离创新性工作。”

　　《赫芬顿邮报》认为，联邦资源是否能“优化配置”存在疑问，政府不应该在单独一个项目上投入巨资，更何况该项目还缺乏明确目标。“大型项目并不利于以个人探索发现为动力的科学发展”。另外，由于当下美国政府财源紧张，该项目最终能获得多少拨款，尚不可知。正因为如此，有美国媒体认为，奥巴马设定的10年目标，难度或许比结束阿富汗战争或与共和党对手寻求共识还艰巨。

　　期盼获得巨大回报

　　奥巴马曾在今年的国情咨文演说中说明政府应该如何对最好的想法进行投资。“我们对绘制人类基因组图谱的每1美元投资，都获得了140美元的回报。”

　　始于1990年的人类基因组计划累计耗资38亿美元，目的是绘制完整的人类基因组图图谱，它在2003年4月提前实现。美国政府一项分析指出，到2010年它已获得8000亿美元的惊人收益。不少经济学家都认为，人脑活动图的商业前景几乎完全可以比照基因图。

　　据独立研究机构SHARPBRAINS发布的研究报告显示，自2009年金融危机开始以来，人脑工程领域的产业规模持续增长，2012年相关产业规模约为10亿美元，2020年有望增至60亿美元。一旦人脑活动图的研究有了突破，该领域产业规模有望迎来井喷式的增长。

　　正是由于该计划潜在的巨大经济和社会效益，一些美国媒体将其与之前的人类基因组计划和阿波罗登月计划相提并论。不过，科学家们也表示，“人脑活动图计划”的制定过程，虽与人类基因组计划如出一辙，但相比之下，绘制、了解大脑活动图的挑战要大得多。人脑科学仍然是现代人体科学中未知因素最多的领域，尽管是一座“金矿”，也是科学界最难攻克的一个“堡垒”。 驻美记者 徐东海