世界各國腦科學計劃

2020-11-30 生物谷

腦科學技術研究是21世紀人類所面臨的重大挑戰。理解腦的工作機制,進而揭示人類智能的形成和運作原理,對人腦認知功能開發、模擬和保護,決定未來人口素質,搶佔國際競爭的技術制高點具有重要意義。科技發達國家和國際組織早已充分認識到腦科學研究的重要性,在既有的腦科學研究支持外相繼啟動了各自有所側重的腦科學計劃。


下面,小編來簡要介紹一些發達國家正在或醞釀實施的腦科學計劃。


美國創新性神經技術大腦研究計劃(Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) Initiative)


2013年4月2日,美國時任總統歐巴馬宣布啟動「創新性神經技術大腦研究」計劃,旨在繪製出顯示腦細胞和複雜神經迴路快速相互作用的腦部動態圖像,研究大腦功能和行為的複雜聯繫,了解大腦對大量信息的記錄、處理、應用、存儲和檢索的過程,改變人類對大腦的認識。最終目的是產生對腦功能障礙的認識,幫助研究人員找到治療、治癒甚至防止老年痴呆症、創傷性腦損傷等腦部疾病的新方法。



圖1 美國BRAIN計劃資金支持逐年遞增(Martin Christopher L, Chun M. 2016. The BRAIN Initiative: Building, Strengthening, and Sustaining. Neuron 92:570-573.)


歐盟人類腦計劃(Human Brain Project)


2013年歐盟推出了由15個歐洲國家參與、預期10年的「人類腦計劃」。歐盟人類腦計劃的目標是開發信息和通信技術平臺,致力於神經信息學、大腦模擬、高性能計算、醫學信息學、神經形態的計算和神經機器人研究。側重於通過超級計算機技術來模擬腦功能,以實現人工智慧。


歐盟人腦計劃分為三個重要階段,分別是2013年10月至2016年3月的「快速啟動」階段,2016年4月至2018年8月的「運作階段」,以及最後3年的「穩定階段」。



圖2 人腦研究不同尺度的各種技術手段(Amunts K et al. 2016. The Human Brain Project: Creating a European Research Infrastructure to Decode the Human Brain. Neuron 92:574-581.)


日本大腦研究計劃(Brain Mapping by Integrated Neurotechnologies for Disease Studies, Brain/MINDS)


2014年由日本科學家發起的神經科學研究計劃。該項目將在10年內受到日本教育部、文化部以及日本醫學研究與發展委員會共400億日元(約合3.65億美元)的資助。


Brain/MINDS由日本47家研究單位的65個實驗室組成,旨在通過融合靈長類模式動物(狨猴)多種神經技術的研究,彌補曾經利用嚙齒類動物研究人類神經生理機制的缺陷,並且建立狨猴腦發育以及疾病發生的動物模型。



圖3 轉基因的絨猴模型(Okano H et al. 2016. Brain/MINDS: A Japanese National Brain Project for Marmoset Neuroscience. Neuron 92:582-590.)


澳大利亞腦計劃(Australian Brain Initiative)


2016年2月澳大利亞腦聯盟正式成立,集合了澳大利亞國內包括澳大利亞神經科學學會和澳大利亞心理學會在內的神經科學和行為科學的研究團體的科學家們,為超過28個成員組織的腦研究項目提供支持。該計劃主要的路線包括:


(1)健康:通過揭示神經精神疾病的腦異常機制發展新的治療手段;


(2)教育:通過編碼神經環路和腦網絡的認知功能來幫助提高腦力成長;


(3)新工業:通過促進工業合作者和腦研究的結合研發新的藥物、醫療設備並發展可穿戴技術。



圖4 澳大利亞腦計劃結構示意圖(Richards Linda R et al. 2016. Australian Brain Alliance. Neuron 92:597-600.)


加拿大腦計劃(Brain Canada)


該項目最早於20年前由一個商業和科學組織來資助,目標是改變加拿大的腦研究現狀。該計劃的三個基本原則:


(1)核心腦原則:從複雜系統的角度研究腦的觀念,為理解健康人和病人腦提供支持;


(2)合作原則:「核心腦」方法強調通過訓練和體系來提高合作的重要性;


(3)核心社區原則:通過增加資金規模來強化加拿大腦研究社群。



圖5 加拿大腦計劃的資金投入(Jabalpurwala I. 2016. Brain Canada: One Brain One Community. Neuron 92:601-606.)


韓國腦計劃(Korea Brain Initiative)


該計劃的核心是破譯大腦的功能和機制,調節作為決策基礎的大腦功能的整合和控制機制。該計劃還包括開發用於集成腦成像的新技術和工具。韓國腦科學研發工作集中在四個核心領域:


(1)在多個尺度構建大腦圖譜;


(2)開發用於腦測繪的創新神經技術;


(3)加強人工智慧相關研發;


(4)開發神經系統疾病的個性化醫療。



圖6 韓國腦計劃實施策略(Jeong S-J et al. 2016. Korea Brain Initiative: Integration and Control of Brain Functions. Neuron 92:607-611.)


中國腦計劃(China Brain Project)


中國腦計劃已醞釀多年,中國科學技術部與中國自然科學基金會組織的許多戰略

會議

上的討論已經達成共識,認識到人類認知的神經基礎是神經科學的普遍目標,應作為中國腦計劃的核心問題。


中國腦計劃制定為15年計劃(2016-2030年),前五年與中國「十三五」國民經濟和社會發展規劃綱要相吻合,將面向世界智能科技前沿和「健康中國2030」的戰略需要,發展我國腦科學、類腦技術,從認識腦、保護腦和模擬腦三個方向展開研究,逐步形成以腦認知功能的解析和技術平臺為一體,以認知障礙相關重大腦疾病診治和類腦計算與腦機智能技術為兩翼的「一體兩翼」研究布局。



圖7 中國腦計劃研究布局(Poo M-m et al. 2016. China Brain Project: Basic Neuroscience, Brain Diseases, and Brain-Inspired Computing. Neuron 92:591-596.)


相關焦點

  • 各國紛紛搶佔「大腦制高點」,我國如何發展特色腦科學?
    因此,世界各國與國際組織普遍重視腦科學研究,紛紛制定相應的腦研究計劃,並積極開展跨學科、跨領域間的國際交流與合作,搶佔新一輪科技革命發展的制高點。各國紛紛搶佔「大腦制高點」,腦科學發展機遇與挑戰並存腦科學研究已進入了發展的關鍵時期,一方面是研究發展的態勢迅猛,另一方面是面臨強烈的社會需求。
  • 揭秘世界各國腦研究計劃
    2013年4月,美國總統歐巴馬推出「推進創新神經技術腦研究計劃」,簡稱「腦計劃」,旨在探索人類大腦工作機制、繪製腦活動全圖,並最終開發出針對大腦疾病的療法。歐巴馬表示,「現在是太空競賽以來,美國的研發水平達到新高度的時候了」,一語道破美國出臺「腦計劃」的深層動機——搶佔腦科學研究戰略制高點。他說「我們在人類基因組繪圖中每投入1美元,就會給我們的經濟帶來140美元的回報。」
  • 中科院院士:中國發展「腦科學計劃」需只爭朝夕
    「腦科學計劃」同時全面鋪開並不現實記者:2016年,你曾發表文章《為中國腦計劃吶喊》,為什麼?楊雄裡:我只是儘自己的力量為推進中國腦計劃「敲一下邊鼓」。我從事神經科學研究多年,這樣做是我的職責。腦科學本身在科學上的重要性是毋庸置疑的:人到底是怎麼思維的,又如何通過行為來改變世界,這些都是具有根本意義的問題。
  • 上海腦科學研究計劃啟動
    上海腦功能研究計劃經過一年左右的討論,將由復旦大學、上海交通大學、華東師範大學、上海紐約大學四所大學牽頭,聯合一批高校和科研院所以及企業從四個方面開展。該計劃將對接中國腦計劃,並培養一批優秀的年輕科學家。  上海的腦科學研究計劃有自己獨特的優勢。
  • 腦科學領域引領世界科學的十大前沿科學問題發布
    打開APP 腦科學領域引領世界科學的十大前沿科學問題發布 發表於 2018-06-03 09:22:14 5月26日至27日,第二十屆中國科協年會系列活動之一——腦科學研究學術研討會在杭州舉行。
  • 我國設立首個腦科學本科專業!一文了解什麼是「腦科學」?
    國內高校將首次在腦科學領域展開本科生教育。近日,浙江大學成立腦科學與腦醫學學院,擬設生物醫學(神經科學方向)和臨床醫學(神經精神醫學方向)兩個方向,這填補了本科神經科學專業的空白。腦科學,是目前最具挑戰性的前沿學科之一。「腦科學研究的規模和需求已經大大超過了眾多的一級學科。但我國普通高校提供的400多種本科生專業中,沒有神經科學專業。」
  • 浙大腦科學與腦醫學學院成立,填補「腦科學」本科專業空白
    腦科學與腦醫學學院將下設生物學(神經生物方向)和臨床醫學(神經精神醫學方向)兩個本科專業。此前,「腦科學」本科專業在國內尚屬空白。據浙江大學求是新聞網12月28日消息,作為全國首個腦科學和腦醫學領域教學、科研、臨床有機結合的新興學科,腦科學與腦醫學學院致力於成為國際一流人才匯聚和拔尖創新人才培養的重要腦科學交叉研究平臺。
  • 「全腦介觀神經聯接圖譜」大科學計劃將啟動
    力爭2025年完成小鼠、2035年完成獼猴「圖譜」繪製本報訊(記者黃辛、卜葉)9月27日,「全腦介觀神經聯接圖譜」大科學計劃啟動前期工作座談會在上海召開。本次會議明確了該計劃的推進路徑,宣布了中國工作組的成立,並就該計劃的具體實施思路和舉措進行研討。
  • 探索前沿腦科學 盛趣遊戲布局腦科學與人工智慧前沿領域
    對於盛趣遊戲為何將遊戲的航母駛向「腦海」,盛趣遊戲董事長王佶表示,公司的第三個十年把未來寄托在前沿科技領域,在腦科學領域的突破,將創造出谷歌級別的企業,通過腦科學研究成果的市場化、產業化,在新的產業變革中保持領先。
  • 復旦大學腦科學研究拿下國家「珠峰計劃」首個前沿科學中心
    2019考研:2018考研初試已經結束,2019考研的同學們也開始起了前期準備工作,中公考研小編今天給大家普及一下考研經驗,復旦大學腦科學研究拿下國家「珠峰計劃」首個前沿科學中心,更多2018考研複習資料,歡迎訪問北京研究生招生信息網。
  • 北京啟動「腦科學研究」科技專項計劃
    北京啟動「腦科學研究」科技專項計劃 出處:中關村周刊
  • 復旦大學腦科學研究拿下國家「珠峰計劃」首個前沿科學中心
    復旦大學腦科學研究拿下國家「珠峰計劃」首個前沿科學中心的相關資訊文章,一起了解一下吧~復旦大學「腦科學前沿科學中心」日前獲得教育部批准,成為國家「珠峰計劃」首個前沿科學中心。「珠峰計劃」全稱高等學校基礎研究珠峰計劃,是教育部為深入貫徹黨的十九大關於「瞄準世界科技前沿,強化基礎研究」的精神而制定實施的有力舉措,重點建設在國際「領跑」的前沿學科。
  • 「全腦介觀神經聯接圖譜」大科學計劃中國工作組成立
    」這一倡議,認為其符合國際大科學計劃的基本原則,同意並支持由科學界先行發起「全腦介觀神經聯接圖譜」大科學計劃。」大科學計劃的發起進行了長期的布局與醞釀,中科院將時刻不忘新時代新擔當,增強建設世界科技強國的責任感和使命感,提升原始創新策源能力,進一步支撐大科學計劃的實施。
  • 從侯沛紅《國家科技計劃於腦科學》學術報告看腦科學研究新方向
    核心提示:  在第20個「中國腦健康日」即將到來之際,為深入探討網際網路賦能醫療健康行業,挖掘網際網路醫療健康的核心價值,推動醫療服務模式發展,9月11日由陝西省保健協會、陝西省慈善協會聯合主辦的「網際網路+精準醫療學術研討會」在西安舉行。
  • 中國腦計劃有望今年起步,腦發育研究有別於他國同類計劃
    中國腦計劃有望今年起步,腦發育研究有別於他國同類計劃 徐瑞哲/解放日報 2018-02-28 12:11
  • 世界首次!中國科學家提出「類腦機器人」計劃,超強機器人要來了
    據報導,在近期的英國《自然》雜誌上,來自中國清華大學的科研團隊,在上面發表了一篇有關於類腦計算的論文,中國科學家第一次提出了「類腦計算完備性」,在世界類腦計算體系結構領域,有了突破性的科研進展。的計劃,研究方向一共有以下兩個方面:第一,希望可以通過研究人類的大腦,來揭開人類大腦的各種奧秘,同時,為治療、攻克和腦部有關的疾病,提供幫助。
  • 江蘇「大腦計劃」呼之欲出 搶佔人類腦科學研究制高點
    本報訊   「發達國家競相投巨資探究人類大腦,江蘇作為發達省份,應儘快啟動大腦計劃,搶佔人類腦科學研究制高點。」這是參加9日在南京郵電大學舉行的江蘇大腦計劃研討會的專家學者們達成的共識。  此次江蘇大腦計劃研討會,吸引南京大學、東南大學和南京市腦科醫院等高校和醫療單位參與。
  • 教育對腦科學的期待 腦科學對教育的影響
    中國神經科學學會第十三屆全國學術會議於2019年10月10日至13日在蘇州國際博覽中心盛大舉行,本次大會主要對近年來我國乃至世界神經科學的最新發展及腦科學研究成果進行研討交流。全國各大醫院、大專院校、科研院所等單位的神經科學家、專家及腦科學教育家等3000餘名專家學者出席了本次會議。
  • 腦科學教育成關注重點 引發人們對學習產生全新認知
    任何事物存在必有合理性,網際網路打通了認知世界的通途,在遍覽世界各國實施的不同教育模式時,體悟出一個共識:教育要適合各國發展的國情所需。目前我們所遵循的教育體製得益於工業時代的教育思路,所培養的人才也是應時代所需而培養的,更多是在強調「規矩」,模式化很重。然而,隨著信息產業的蓬勃發展,人工智慧的橫空出世打破了目前的教育局勢。
  • 腦科學,未來十年的重要方向
    十四五規劃中提到腦科學發展,這將是中國未來十年國家主導的重點科研方向之一。實際上,很久以來,世界各國普遍重視腦科學研究, 美國101屆國會通過一個議案,「命名1990年1月1日開始的十年為腦的十年」。1995年夏,國際腦研究組織IBRO在日本京都舉辦的第四屆世界神經科學大會上提議把下一世紀(21世紀)稱為「腦的世紀」。歐共體成立了「歐洲腦的十年委員會」及腦研究聯盟。日本推出了「腦科學時代」計劃綱要。中國提出了「腦功能及其細胞和分子基礎」的研究項目,並列入了國家的「攀登計劃」。