腦計(jì)劃，奧巴馬的科學(xué)雄心

美國(guó)前總統(tǒng)里根在1988年提出的人類(lèi)基因組計(jì)劃，對(duì)整個(gè)世界的生物學(xué)、醫(yī)學(xué)，乃至生命科學(xué)產(chǎn)生了難以衡量的深遠(yuǎn)影響。奧巴馬的科技雄心則在2013年顯露——向大腦進(jìn)發(fā)。

這項(xiàng)名為“推進(jìn)創(chuàng)新神經(jīng)技術(shù)腦研究計(jì)劃”（下稱(chēng)腦計(jì)劃）的宏大目標(biāo)，是奧巴馬于2013年4月宣布的，2014財(cái)年將編列1億美元用于研究人類(lèi)大腦，希望為腦性疾病治療找到答案，更寄望技術(shù)突破能協(xié)助美國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新階段。

該計(jì)劃為白宮科技政策辦公室選定的四大具有可實(shí)現(xiàn)性的野心挑戰(zhàn)之一，其他三個(gè)項(xiàng)目為普及化太陽(yáng)能、偵測(cè)小行星對(duì)地球的威脅，以及改善發(fā)展國(guó)家飲用水和出生死亡率。

為何研究大腦

即使大腦研究已超過(guò)百年，但是人類(lèi)對(duì)大腦的了解遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及心臟等其他器官。比如，腦科醫(yī)生對(duì)于一些病人在腦部受損后能奇跡式復(fù)原，有些病人卻無(wú)法恢復(fù)，一直無(wú)法解答。

腦計(jì)劃希望掌握大腦運(yùn)轉(zhuǎn)的奧秘。該計(jì)劃公布后，一些專(zhuān)家對(duì)這種大規(guī)模、高經(jīng)費(fèi)研究方案的現(xiàn)實(shí)性提出質(zhì)疑，更指出人類(lèi)基因組計(jì)劃的成功模式并不能保證腦計(jì)劃的成功。

由于奧巴馬將創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)當(dāng)成核心任務(wù)，腦計(jì)劃也被賦予如里根總統(tǒng)的人類(lèi)基因組計(jì)劃一樣的期望。奧巴馬在演講中表示，每在基因組計(jì)劃投資1美元，就得到140美元的回報(bào)。以總投資38億美元來(lái)看，反映在創(chuàng)造工作機(jī)會(huì)上，醫(yī)學(xué)治療突破和增加收入的經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)7960億美元。

美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生院（NIH）技術(shù)發(fā)展整合部的法柏博士對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者解釋?zhuān)F(xiàn)在科學(xué)界普遍認(rèn)為在生物科學(xué)領(lǐng)域的研究投資能帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，獲得研究經(jīng)費(fèi)補(bǔ)助的大學(xué)、醫(yī)學(xué)中心和私人企業(yè)必須雇用人員執(zhí)行研究，更不用說(shuō)那些最后能商業(yè)化的研究結(jié)果。不過(guò)，現(xiàn)階段無(wú)法預(yù)測(cè)腦研究計(jì)劃將為哪個(gè)行業(yè)帶來(lái)實(shí)際經(jīng)濟(jì)利益。

“想象一下，幾百萬(wàn)美國(guó)人可能在這個(gè)領(lǐng)域找到工作?！眾W巴馬支持這一計(jì)劃的原因還表達(dá)了這一觀念，“我不希望下一波新工作浪潮發(fā)生在中國(guó)、印度或德國(guó)，我希望它們就發(fā)生在美國(guó)?！?/p>

作為國(guó)家支持的先導(dǎo)性大項(xiàng)目，政府部門(mén)如NIH、國(guó)防高等研究計(jì)劃署和國(guó)家科學(xué)院三個(gè)機(jī)構(gòu)皆參與其中。

在美國(guó)，國(guó)家級(jí)項(xiàng)目從來(lái)不乏民營(yíng)機(jī)構(gòu)的身影，此次也有四個(gè)民間機(jī)構(gòu)投入：微軟創(chuàng)辦人成立的艾倫腦科學(xué)研究所將每年投資6000萬(wàn)美元；霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所每年投資3000萬(wàn)美元；科維理基金會(huì)在未來(lái)十年，每年編列400萬(wàn)美元；薩克生物研究學(xué)院將投資2800萬(wàn)美元。

盡管如此，對(duì)于2014年開(kāi)始執(zhí)行的腦計(jì)劃，許多相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家直到計(jì)劃公布近半年還沒(méi)有搞清楚狀況。參與者加州理工學(xué)院專(zhuān)家桃瑞絲就對(duì)媒體表示，如何開(kāi)展這項(xiàng)計(jì)劃，還沒(méi)有統(tǒng)一意見(jiàn)。不過(guò)，研發(fā)新技術(shù)和新工具無(wú)疑是這項(xiàng)計(jì)劃的重點(diǎn)。

NIH在2013年最后一個(gè)月，終于將奧巴馬的腦計(jì)劃帶入實(shí)操階段，其制定了6項(xiàng)大腦測(cè)試領(lǐng)域計(jì)劃，希望以4400萬(wàn)美元資助49個(gè)至72個(gè)研究計(jì)劃。只要在如下三個(gè)研究目標(biāo)上有興趣，就可以申請(qǐng)腦計(jì)劃資金：由于大腦中有不同類(lèi)型的細(xì)胞，需要開(kāi)創(chuàng)分類(lèi)方法，在大腦中創(chuàng)造一個(gè)囊括所有細(xì)胞的“匯總”；分析更敏感、精確、細(xì)致的大腦回路，這需要發(fā)展新的工具；能記錄和控制大腦中大量神經(jīng)元的新技術(shù)，并將現(xiàn)有記錄和控制神經(jīng)元的技術(shù)應(yīng)用到更大規(guī)模的層面。

NIH在2013年底開(kāi)始邀請(qǐng)科學(xué)家申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)，而且鼓勵(lì)創(chuàng)新：大多數(shù)資金申請(qǐng)人不需要為自己的建議書(shū)提供初始數(shù)據(jù)，這和以往的常規(guī)方法有很大不同。美國(guó)國(guó)家神經(jīng)疾病和中風(fēng)研究所主任蘭第斯（Story Landis）公開(kāi)表示，“以往的方式嚇跑了很多科學(xué)家和評(píng)審員，新方式為真正有創(chuàng)新性的想法提供了更大的空間?！?/p>

其實(shí)早在上世紀(jì)90年代，美國(guó)、歐洲、日本、中國(guó)都提出過(guò)腦的十年，但最后不了了之，這比人類(lèi)基因組計(jì)劃提出的還早?？吹胶髞?lái)基因組計(jì)劃對(duì)醫(yī)療等領(lǐng)域科研資金的帶動(dòng)，于是“腦科學(xué)家們有點(diǎn)兒坐不住了”，中國(guó)軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所研究員張成崗如此分析，大腦研究被重新提出來(lái)，核心就是要對(duì)人腦的工作原理進(jìn)行深刻揭示。

腦神經(jīng)纖維比頭發(fā)絲還要細(xì)小很多，神經(jīng)纖維由很多突起連接，猶如一棵大樹(shù)，風(fēng)起后，每片樹(shù)葉之間會(huì)碰撞，進(jìn)而傳導(dǎo)信號(hào)。隨著高性能計(jì)算、影像學(xué)的發(fā)展，使得腦內(nèi)成像更清楚，細(xì)微到神經(jīng)纖維可通過(guò)成像技術(shù)看見(jiàn)，也就是說(shuō)，腦神經(jīng)運(yùn)動(dòng)已可以通過(guò)影像處理的技術(shù)模擬出來(lái)。

相較于四肢的神經(jīng)信息傳導(dǎo)，腦研究的意義在于，可以觸及到認(rèn)知決策和思想的核心，而四肢是不會(huì)思考的?，F(xiàn)實(shí)情況是，即使了解清楚腦神經(jīng)細(xì)胞間的連接、互動(dòng)，要深入到認(rèn)知、決策層面，還有更多的路要走，這使整個(gè)腦計(jì)劃就像在一片虛無(wú)或者說(shuō)混沌中建立秩序，以至于自?shī)W巴馬宣布以來(lái)，NIH就組成15名科學(xué)家團(tuán)隊(duì)召開(kāi)了多次大型研討會(huì)，但團(tuán)隊(duì)將到2014年6月才會(huì)提出未來(lái)十年的中短期目標(biāo)，以具體化研究方向。

法柏表示，各聯(lián)邦研究機(jī)構(gòu)將分別選取研究計(jì)劃，選取完畢，就會(huì)邀請(qǐng)所有入選者舉行討論會(huì)，再確認(rèn)所有人都了解各個(gè)方向的研究進(jìn)度。

腦計(jì)劃將像人類(lèi)基因組計(jì)劃一樣，公開(kāi)分享數(shù)據(jù)，協(xié)助研究人員學(xué)習(xí)新技術(shù)?；蚪M計(jì)劃后來(lái)擴(kuò)展為國(guó)際合作，英、日、法、德、中、印先后加入，形成了國(guó)際基因組測(cè)序聯(lián)盟。目前，腦計(jì)劃還沒(méi)有提出任何國(guó)際合作。

美國(guó)國(guó)防部下的聯(lián)邦機(jī)構(gòu)國(guó)防高等研究計(jì)劃署，計(jì)劃在未來(lái)五年投資7000萬(wàn)美元，其在2013年11月公布的兩個(gè)計(jì)劃為：尋求能治療神經(jīng)失調(diào)的機(jī)器和能修復(fù)大腦損傷、恢復(fù)記憶的無(wú)線(xiàn)機(jī)器?！懊绹?guó)國(guó)防部提供資金支持這個(gè)項(xiàng)目，牽扯到動(dòng)物行為控制。動(dòng)物間諜、蟑螂的訓(xùn)練等。通過(guò)神經(jīng)控制大腦，實(shí)現(xiàn)軍事目的，這一點(diǎn)是圈內(nèi)人都知道的。” 張成崗說(shuō)。

不過(guò)，紐約州冷泉港實(shí)驗(yàn)室教授米特拉（Partha Mitra）對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者表示，美國(guó)現(xiàn)在對(duì)動(dòng)物大腦的認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)不足以執(zhí)行這樣的任務(wù)。

與腦十年計(jì)劃的不同

因復(fù)雜性和腦疾病治療的瓶頸，大腦研究不僅令科學(xué)家著迷，也讓政治人物特別有興趣。美國(guó)前總統(tǒng)布什就曾宣布進(jìn)入 “大腦十年”，然而并未直接協(xié)助發(fā)展出突破技術(shù)。

腦計(jì)劃源于一群科學(xué)家2011年9月在英格蘭舉行的一場(chǎng)會(huì)議。這群科學(xué)家提出為追蹤腦內(nèi)功能性連接，整合并建立大型發(fā)展計(jì)劃，以實(shí)現(xiàn)測(cè)試“從每個(gè)神經(jīng)元到每個(gè)脊髓”的目標(biāo)。

這群熱情的科學(xué)家進(jìn)一步發(fā)表了白皮書(shū)，接著在2011年9月的會(huì)議上向NIH、國(guó)家科學(xué)院等單位推銷(xiāo)，2012年6月六位科學(xué)家又聯(lián)名倡議。

在奧巴馬宣布計(jì)劃后，由于缺乏具體研究目標(biāo)和時(shí)間表，不少科學(xué)家質(zhì)疑計(jì)劃。美國(guó)埃默里大學(xué)神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家斯坦因（Donald Stein）就撰文批評(píng)，在聯(lián)邦經(jīng)費(fèi)緊縮時(shí)，選定大腦研究又缺乏目標(biāo)性，并不合理。

雖然科學(xué)家大概知道腦的哪個(gè)部位管理語(yǔ)言、哪個(gè)部位管理行動(dòng)，但是，“美國(guó)腦計(jì)劃需要更精確的目標(biāo)，目前的研究就是從形態(tài)上了解大腦，功能方面的了解還少。從形態(tài)到功能有很長(zhǎng)的路要走。比如，大腦區(qū)域間的信號(hào)如何傳導(dǎo)、各細(xì)胞間的連接與互動(dòng)還沒(méi)有解釋清楚。”張成崗說(shuō)。

在美國(guó)，每8個(gè)超過(guò)65歲的人，就有一個(gè)受阿爾茨海默?。ˋD）影響，85歲及以上則有一半的美國(guó)人受此病困擾，總數(shù)超過(guò)540萬(wàn)人，是美國(guó)第六大死因。另外，超過(guò)100萬(wàn)美國(guó)人患有帕金森氏癥。

AD是一種起病隱匿的進(jìn)行性發(fā)展的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。臨床上以記憶障礙、失語(yǔ)、失用、失認(rèn)、視空間技能損害、執(zhí)行功能障礙以及人格和行為改變等全面性癡呆表現(xiàn)為特征，病因迄今未明。帕金森氏癥患者則運(yùn)動(dòng)遲緩，以及坐位起立困難、發(fā)音困難、構(gòu)音障礙和吞咽困難等。在病程的中晚期，如抑郁、便秘、睡眠障礙、認(rèn)知損害等可能?chē)?yán)重影響患者的生活質(zhì)量。

“在了解工作原理的基礎(chǔ)上解決醫(yī)學(xué)問(wèn)題，可以推進(jìn)藥物研發(fā)，就可能說(shuō)服國(guó)會(huì)支持這件事?！睆埑蓫徴f(shuō)。根據(jù)AD協(xié)會(huì)2013年預(yù)測(cè)，病人的醫(yī)療和照護(hù)費(fèi)用在2013年達(dá)到2030億美元，到2050年則可能高達(dá)1.2萬(wàn)億美元。這些數(shù)據(jù)將成為這項(xiàng)計(jì)劃游說(shuō)時(shí)的最好佐證。

不過(guò)，一些專(zhuān)家質(zhì)疑研究結(jié)果是否能讓病人實(shí)質(zhì)受惠，而且目前看臨床神經(jīng)專(zhuān)家參與的太少。

對(duì)未來(lái)臨床的應(yīng)用，斯坦因認(rèn)為，如果現(xiàn)在目標(biāo)是建立一個(gè)更細(xì)致的生物標(biāo)記協(xié)助診斷疾病，“很難質(zhì)疑這些在基礎(chǔ)研究上的投資達(dá)不到目標(biāo)，不能完全否定基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)在五年到十年后轉(zhuǎn)換成高使用技術(shù)的可能性”。

該計(jì)劃最終能獲得多少經(jīng)費(fèi)支持，也有待關(guān)注。目前一億美元的投資，相比于美國(guó)每年投資在神經(jīng)學(xué)幾十億美元的研究實(shí)在不是大數(shù)字，奧巴馬腦計(jì)劃在米特拉看來(lái)激勵(lì)大家熱情的作用超過(guò)以往。

大西洋彼岸的歐盟已資助了研究大腦的方案，以10億歐元投資研發(fā)出一個(gè)硅膠做成的人腦模型，并將發(fā)展出一個(gè)模仿腦內(nèi)運(yùn)作的超級(jí)電腦。歐洲計(jì)劃負(fù)責(zé)人Henry Markram對(duì)媒體表示，計(jì)劃的重點(diǎn)在于整合幾萬(wàn)名科學(xué)家歸結(jié)出對(duì)大腦的認(rèn)識(shí)。對(duì)于計(jì)劃能改善多少治療態(tài)度比較保守。

不過(guò)，隨著NIH制定出具體研究計(jì)劃、時(shí)間表和預(yù)算評(píng)估，接著又邀請(qǐng)神經(jīng)學(xué)家進(jìn)行研討會(huì)定目標(biāo)等行為，一些科學(xué)家的態(tài)度有所改變，斯坦因就對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者表示，該計(jì)劃主要專(zhuān)注在技術(shù)研發(fā)，這是美國(guó)的長(zhǎng)處，最終可能有所突破。

斯坦因認(rèn)為，現(xiàn)在的計(jì)劃和原先的腦十年計(jì)劃存在著區(qū)別，后者更像公關(guān)活動(dòng)，只有口號(hào)，沒(méi)有實(shí)際的目標(biāo)和經(jīng)費(fèi)。

腦十年是為了解決疾病，比如自閉癥、癡呆癥等，由于發(fā)現(xiàn)大腦過(guò)于復(fù)雜，后來(lái)不了了之。“現(xiàn)在的大腦計(jì)劃研究思路已經(jīng)發(fā)生了變化，更多依賴(lài)影像學(xué)，融入信息科學(xué)、算法，這些都有可能提高研究成功率，我們看到，包括基因組學(xué)在內(nèi)的這些學(xué)科都在依靠技術(shù)的進(jìn)步，而不是靠智力的突破。因此，腦計(jì)劃只能掀起技術(shù)、儀器的革命?！睆埑蓫徴f(shuō)。

卡爾（Karl Deisseroth），是15人科學(xué)家團(tuán)隊(duì)成員之一、史丹佛大學(xué)神經(jīng)學(xué)家，他對(duì)媒體表示，“我在整個(gè)過(guò)程沒(méi)看到政治介入，只有對(duì)科學(xué)和大量機(jī)會(huì)的完全關(guān)注?！?/p>

對(duì)于這個(gè)大型計(jì)劃公布前未被征尋意見(jiàn)的專(zhuān)家而言，是否存在政治因素則是見(jiàn)仁見(jiàn)智，“每件事都有政治”，未獲邀研討會(huì)的斯坦因稱(chēng)，“選擇意見(jiàn)相同而不是持反對(duì)意見(jiàn)有可能延遲進(jìn)度的（科學(xué)家），這是人類(lèi)的天性。”

對(duì)于奧巴馬來(lái)說(shuō)，他的期許是腦計(jì)劃能再創(chuàng)太空競(jìng)賽以來(lái)的科學(xué)研究新境界，也接續(xù)13年后開(kāi)花結(jié)果的人類(lèi)基因組實(shí)驗(yàn)。