中科院院士蒲慕明:自閉症克隆猴已研究成功,未來將公布

北京時間11月4日消息，今天，2018騰訊WE大會在北京展覽館舉行。基普·索恩（Kip Thorne）、麗莎·蘭道爾、蒲慕明等全球頂尖科學家出席會議並發表演講。在大會舉行前夕，中科院神經科學研究所所長，中科院院士蒲慕明接受了新浪科技的採訪。

目前，社會各界對我國的「腦計劃」都很關注，相對於美國和歐洲來，我國是後起者。對此，蒲慕明院士表示第一個「腦計劃」已經準備了4年多了，至今還沒有啟動，是因為我們要做一個大計劃，而且是20-30年的國家大計劃，所以需要準備充分。

2017年11月27日世界上首個體細胞克隆猴「中中」誕生；12月5日第二個克隆猴「華華」誕生，目前「中中」和「華華」狀況如何，對此，蒲慕明笑稱，他們過的很好，他倆是中科院神經科學研究所的寶貝。另外，蒲慕明透露，馬上他們要公布一批新的克隆猴，值得一提的是，這批克隆猴是帶著自閉症疾病的猴子，將為自閉症的研究提供相關研究模型。

圖為蒲慕明在演講現場

網上流傳了蒲慕明寫給實驗室年輕人的信，對此，蒲院士表示，他確實寫過這封信，但中間有很多內容被其他人進行了篡改。他認為，年輕人最重要的是要投入，這就是他那信中最精髓的目的。蒲慕明笑稱，他年輕的時候，一個星期曾7天都待在實驗室，他希望致力於科學研究的人，可以全身心投入進行，這樣能儘早出成果，儘早成功。（趙河雨）

以下為蒲慕明演講全文：

各位來賓，剛才大家聽了很多著名科學家談到對於外在宇宙的理解，我們對於宇宙的起源還包括了生命的起源，我們有一個內在的宇宙就是我們的大腦，我們的大腦到底是怎麼回事，我們為什麼有這個能力去理解外界的世界？人的認知功能是怎麼來的？

這個是我們大家都感興趣的問題。

在過去的這四五年來，全世界掀起的一個浪潮，除了人工智慧浪潮以外，還有腦科學的浪潮，這個浪潮在歐美、日本都引發了國家性的腦科學計劃。我們中國科學家在過去四年裡面也做了很大的努力，籌劃一個中國的腦科學計劃，我們希望這個計劃更為完善，成為對於社會更有貢獻的一個腦計劃。我今天先給大家介紹一下中國的腦計劃是怎麼回事。

中國腦計劃可以說是一個「一體兩翼」的結構。這個「一體」就是主體是基礎研究，理解我們人類大腦認知功能是怎麼來的。為了研究各種人類的認知功能，我們需要建立各種平臺，同時我們也想理解認知的能力是怎麼樣在發育過程中出現的，就是認知的發育過程。

在這個過程中要理解人的大腦，你必須知道它的結構。任何時候你不知道結構是怎麼樣的，你很難理解它的工作原理是什麼，所以這個結構是什麼？就是大腦的網絡，成千億的細胞怎麼樣連在一起，它有什麼樣的規則，怎麼樣處理信息，做這個結構我們就需要一個圖譜，就是一個連接的圖譜。

就像我們看到計算機裡面它的結構是什麼，我們要分析他的功能必須知道計算機的結構，對於大腦的功能我們必須要知道大腦的網絡結構，這就叫做「全腦介觀神經聯接圖譜」，也是我們這個大計劃的一部分。

當了，這個主體的基礎研究在它的「兩翼」：

第一，我們對社會的需求非常重要，就是理解怎麼樣去做重要的腦疾病的診斷和治療。現在的社會面臨了很大的問題，就是我們的各種腦疾病都沒有辦法治療，診斷也很難早期幹預，就是在基礎研究上能夠有所貢獻。

第二，我們有另外一個社會需求，就是我們人工智慧的發展非常紅火，各種應用剛才我們也聽說了，都可以有很好的應用。但是我們從長遠來說，人工智慧現在是一個非常專用性的、做某一種問題的專用智能，不像我們人類的大腦是一個通用的智能。我們的大腦可以舉一反三，用很少的能量我們可以做很多的事情，不需要很多的數據我們也可以做很多的決策，這個是怎麼來的？

所以，未來人工智慧要進一步發展的話，就需從腦科學得到啟發，包括機器學習的過程，怎麼從腦啟發的這個概念來設計新的計算模式，新的類似人腦的神經元結構的器件、晶片，甚至是機器人。

這個領域我們叫做腦機智能技術，所以這個「一體兩翼」是中國腦科學、腦計劃中，我們大家都有共識的。

當然我們先講什麼是認知，大家都知道認知科學非常重要，認知到底可以怎麼看呢？我可以分成三個層面。

層面一：認知是對外界世界的認知，包括我們的感知覺，對外界各種感官所收到的信息，怎麼樣在大腦中引起反應，我們把各種感知覺怎麼樣整合，感知覺之後怎麼樣變成運動。有兩塊，這些東西要注意，對外界世界應該注意什麼地方，學習記憶各種分類，做簡單的決策，這些是所有動物都有的，從果蠅到魚到鼠都有這種功能，這種保守的認知功能可以在各種模式裡研究。過去這幾十年來，在用小型的動物來研究對外界世界的認知，已經有很成熟的進展了。

層面二：非我的認知，這就不是所有動物都有的。比如說我們有同情心、同理心，別人想什麼，我可能知道你在想什麼，我們可以參與很複雜的社會行為，以及「我跟你是有差別的」，對自己有一個自我意識。這些是怎麼來的？這些就不是所有動物都有的，可能我們要到靈長類才有，所以我們叫做非靈長類應該是最好的模式。

獼猴是最靠近人類的實驗動物，我今天要特別講非靈長類也是因為這個原因。在這個裡面我們希望中國的腦計劃，把這個也當成一個重心，因為中國在靈長類的研究現在是世界領先，而且我們的資源也是最豐富的，所以我們有機會成為這個領域的領跑者。

層面三：更進一步，這個層面的認知，我們叫語言的認知。只有人類才有語音交流，有豐富的句法、文法，可以有無限的句型的變化。這不是（自然界）所有的語音交流，動物也有語音交流，有聲音交流，但是它沒有語言，語言只有人類有，連黑猩猩（最靠近人的動物）都沒有，都不能做到這一點。

那我們怎麼樣理解語言呢？語言的理解、語義的理解，也是人工智慧裡面臨最大的問題。語音識別可以，面孔識別可以，你要講一句話，你讓一個機器懂你，真正能夠完全理解你的意思，這還很困難，原因是我們對於語言的理解還是不夠。

所以在個領域，對語言的認知理解，會對未來的人工智慧，包括你可以想像一下，將來的一個機器人，你講什麼話，它都懂你的話，它可以學，將來變成你生活的一部分，這種真正具有人類智能的機器人，這是我們想像中的未來，這都要靠著我們對最上層的語言、認知的理解。

我們可以在人身上來理解。人類因為疾病損傷造成了語言障礙，你可以研究怎麼回事兒，哪個腦區有問題，但是我們真正要理解語言的來源，我們必須要用動物做實驗。

比如說我們把一個猴子，不會說人話的猴子，我們把人類跟語言相關的基因放在猴子的大腦裡面，也許它的網絡結構就變化了，它發音的能力也變化了，（從中）也可以看到人的起源是什麼樣的，我覺得這是一個很有意思的未來領域。

要理解人類的大腦，我們說的這個圖譜，這個圖譜是什麼意思？我們說人的大腦圖譜可以有三個層面。

大家很熟悉的去醫院裡面做核磁成像，它可以給你一些大腦大致的結構，非常宏觀的結構，但是真正要理解大腦必須要有一個介觀的理解，我們就叫介觀層面的理解，就是腦圖譜最關鍵的一個內容，就是叫有細胞分辨度。要知道是哪一類的細胞跟另外一類細胞之間的連接，這個叫介觀的連接圖譜，這個也是在中國腦計劃裡面一個核心項目。

當然，我們可以看得更細，到微米、納米以下的微觀層面的圖譜，這個就更複雜了，現在還沒有到能夠分析微觀層面。所以這個層面也是未來的10年、20年來，中國腦計劃和世界腦計劃都關心的內容。

舉個例子，這個大腦複雜性可以從這麼一個圖看出來，這裡只有52個神經細胞，它在全腦的投射我們把它畫出來了，你可以看它的複雜性。我們的人腦有1000億個神經細胞，所以你可以想像大腦的複雜性，要理解它是有很大的工作要做的，我們為什麼要做這個圖譜呢？而且我們要以獼猴來做呢？

獼猴是最靠近人類的實驗動物，因為它跟人類最靠近，理解它的結構我們就可以更容易理解人的結構，最終我們還是要理解自己的大腦。所以（我們把）做獼猴的全腦圖譜作為一個目標，這個是我們中國腦計劃的目標。由於這個動物的模型跟人類比較靠近，所以我們可以對高等的認知功能，我剛才講的對自我、非我的認知，對語言的認知我們可以有進一步的理解。

腦疾病出了問題，這個獼猴也是一個很好的模型。獼猴的疾病模型，我們可以研究它這個問題到底是在什麼地方。像剛才我們講到的，你可以用光遺傳的方法刺激某一個環路，讓某一個功能恢復。

到最後，現在非常重要的就是我們現在的宏觀圖譜，就是你在醫院裡面可以拿到這些MRI的圖譜，我們不能夠完全理解它的意義，因為它是非常宏觀的，而且每一個分辨度不夠。所以我們有了獼猴的宏觀圖譜加上我們的介觀圖譜，知道有細胞分辨度的聯繫圖譜了，我們就可以理解我們很多在醫院裡面得到的信息，大量的信息到底是什麼意思、什麼意義，怎麼樣去診斷各種疾病，這是一個很有使用價值的圖譜。

所以，我們這個圖譜包括了幾種圖譜，一種我們要知道這個大腦裡面各種基因的分布是怎麼樣的，大腦到底有多少種類的細胞，這個是很奇怪的，我們現在最簡單的一個問題，對於我們大腦的理解，它的原件我們還搞不太清楚。到底有多少不同的細胞，現在有人說幾百種，有人說是上千種不同的細胞，因為細胞不同功能就不一樣，做出來的連接就做不同的事兒了，所以我們一定要把細胞的種類分清楚，這個是細胞類型的圖譜。

當然這個圖譜做出來，我們最終要追蹤它的連接，連接是關鍵。所有的大腦功能都是靠連接出來的。所以知道是哪一類細胞能夠做細胞特異性連接的追蹤，我們才能夠真正得到所謂的連接圖譜。當然，有了這個結構圖譜，我們還知道它的功能，我們需要用各種方式來調控，看特殊連接上，它的活動是什麼樣子，（運行）怎麼樣功能的時候對應什麼樣的活動，出了問題我們可以調控它的活動，所以這就是功能性的研究。

當然，做這個我們有各式各樣的平臺要建立，我就不細講了，這些平臺都是全世界都在努力建立的，關於腦研究的平臺，包括你怎麼樣觀測、調控大腦的神經細胞，怎麼樣追蹤它的連接。

最後，我們有特色的非人靈長類的基因操作平臺，因為我們可以把跟疾病相關的基因，在猴子裡面敲出或者敲入，改變它，使它產生有人類疾病的症狀，我們就可以拿來做研究，研究怎麼樣的方法可以治療這個疾病，做好了以後我們開始運用到人的身上。

所以這是在疾病方面，我們希望能夠針對幾種重要的疾病進行研究。在發育期間，我們大家都知道有孤獨症、智障，這些問題是我們現在社會面臨的，至少有1%的小孩子、年輕的兒童有孤獨症的徵象，我們將來要有能夠診斷治療的方法。我們在中年有各種精神類的疾病（比如抑鬱症、各種成癮，包括網絡成癮，這些都是未來要面臨的問題。還有老年的退行性疾病，神經元退化死亡造成的老年痴呆，這些都是需要能夠解決的。

我們要能夠理解發病的原理，要能夠找到各種診斷的方法。我們要有各種幹預的方法幫助早期診斷，病還沒有真正發生的時候，早期的幹預是將來腦疾病診斷最好的方式。像退行性疾病，細胞都死亡了，你要怎麼治療，你最好在還沒有死亡的過程之中就早期地幹預，使它死亡緩慢，退化緩慢，就可以推遲腦疾病的出現。

所以早期診斷與早期幹預是非常重要的。這些工具必須要在動物的模型上先做，不能直接在人身上做，所以我們就需要有各種動物的模型，非人靈長類的模型，來研發、檢測藥物的效果或者刺激幹預的效果，是不是能夠在動物疾病模型的猴子上做成。我們也希望建立各種臨床平臺，包括各種數據平臺、血樣平臺、腦庫、訓練中心。

我剛才講的是應用在腦疾病的方面，中國腦計劃將來要做的。我們當然也希望做成另外一個應用，腦機智能技術。這裡面包含了各種跟腦機相關的研究，首先就是腦機接口跟腦機融合的技術，用大腦的信息控制機器、假肢等等，這就是腦機接口。

當然我們還有各種電的、磁的、超聲的調控大腦的器件，這可以幫助治療各種疾病。我們知道它的環路技術，我們可以刺激特殊的環路，這就不是整個藥物的治療、幹預，而是物理、生理的幹預。這種幹預有特異性，可能比藥物更好。現在腦疾病的藥物都很少有非常有特異性的，常常有副作用，有效性也很有問題。

當然我們現在在不斷地研發藥物，同時我們需要有各種物理刺激的方法。

腦啟發的人工網絡的模型和計算方法，這個是現在的深度網絡的計算模型，是一個非常固化的一個連接模型。我們人類大腦的連接是可以變的，有很大的可塑性，怎麼把人腦或者從動物模型裡面得到的、真實的生物腦的連接模式，怎麼樣應用到人工網絡計算，機器學習的方式上，這就是將來要做的。

我們當初說要做各種計算的方式，是一個方面，器件也是一個方面。怎麼樣做出晶片、器件、處理器跟大腦神經元的結構是比較類似的，就像類腦的器件，怎麼樣最終做出一個類腦的機器人，這都是這個領域需要做的。

我現在大致總結一下，我們這個研究在中國可能大家會注意到，發展非常地迅速，而且很可能是世界領先的一個領域。這個領域我們希望能夠做到的是什麼呢？通過這個能夠理解高等生物的認知功能，在世界的前沿上能理解得更清楚，我們才會產生各種模型。動物模型都是帶著疾病的，然後我們研究各種治療幹預的方法，這個是我們未來中國非靈長類研究的方向。

我舉一個例子，我們最近做的非靈長類的，我們把人的基因跟自閉症的基因在猴的受精卵裡面表達，得到有自閉症的猴子出現。人的自閉症基因這上面是各種染色體裡面都插入外來的基因，插入之後這個猴子它有各種表情，包括重複活動、反覆的動作。

自閉症最常見的就是喜歡做同樣的動作，這個猴子同樣在籠子裡面同樣地打轉，同一個方向不斷地轉這種活動，它也有很高的焦慮症，焦慮性要比其它的猴子要高，它跟其它猴子在一起玩耍的時間特別少，它喜歡單獨在一邊，跟其它的野生猴或者其它的轉基因猴不一起玩耍。社會的孤獨症反應在它的行為上面，所以這種猴子我們現在可以說是一種模型，但是我們需要很多這樣子的模型。

我們也有的猴子它的睡眠睡不好，在睡覺的時候它會有動作，它的動眼睡眠、非動眼睡眠都達到了下降，它是怎麼來的呢？是把一個焦慮的基因從胚胎中把它消除了。我們知道人身上所有的組織裡都有焦慮的激素，這個激素隨著時間的波動，白天晝夜都不一樣的，波動是非常明顯的，白天跟黑夜這個波動在這個猴子身上就消失了。

這種猴子我們現在你可以看到它。最左邊是運動的軌跡，野生猴在籠子裡到處跑；另外一個是消除這個基因的母猴子，它躲在一邊它不動，有人來往就往籠子上面跑。這個症狀兩隻對照，雌猴都是活動很少，有抑鬱和焦慮的症狀。

像這個猴子我們現在已經在做它的克隆，因為它的症狀非常明顯了。它克隆出來了一批，這個結果還沒有公布，我們今年年底之前要有一個新聞發布會，以這個猴的模型來克隆的猴，如果有一批猴子出來的話，我們可以做疾病的研究，這就是我們說克隆猴的模型我們在世界上是領先的。

我們最後給大家看一下我們做的克隆猴，什麼叫克隆呢？也就是把一個猴身上的體細胞，大家都記得吳承恩的《西遊記》，孫悟空把身上的毛一拔、一吹，出來一大批猴子，那就是克隆。500年前的神話，體細胞的克隆。我們現在實現了，你可以把它的體細胞放在碟子裡面養，把它的細胞裡面的核，帶著它的基因，把這個核放到一個卵裡。卵自己的核拿掉了，把體細胞的核跟卵融合，進到重新重建的新卵中。把這個卵放到代孕的猴子裡面，讓它懷孕出生下來，它的基因表達都是體細胞，你有一大堆成纖維細胞，出來就是一大群同樣的（猴子），像雙生的孩子一樣。

我們現在第一批克隆猴是兩個，中中華華大家都知道，中中華華的基因表現很清楚，你看它的DNA指紋檢測，完全是體細胞的基因，不是它代孕媽媽的基因。中中華華現在活得很好，它現在跟野生猴子在一起，你都分不出來它跟野生猴的差別。我們不能在它身上做實驗，我們把它當作寶貝，我們絕對要讓它過最好的生活，活得最長。

這是我們的兩個英雄，都沒有出過國留學的年輕科學家，土生土長的，我們自己培養的科學家。劉真是博士後，孫強是我們的平臺主任，他們兩個人帶著一群工作人員，20個人左右的工作人員，把這個東西做成。我們做了5年，在國際上20年來大家都想做，但是沒有做成，但是我們做成了，非常高興。

克隆猴到底是什麼意思呢？第一個，我們現在同樣齊全背景的猴子，我們可以很快得到一批，在一年之內就可以得到這樣一批猴子，這個猴子拿來有什麼好處？我們可以研究神經生物學的問題，也可以研究疾病問題。因為我們拿的是體細胞，體細胞我們可以在體外編輯出很精確的基因編輯，編輯好了我們才移植到卵裡面，讓它存活。非常準確的基因編輯產生的猴的模型，可以做臨床前的藥效或者治療效果的檢測用。

最後，我們為了研究圖譜，基因的背景都不一樣，做出來的圖譜都不一樣，看你怎麼決定，所以我們要有標準猴來做圖譜，就是要做各種工具猴。研究獼猴大腦的圖譜，我們也在走重要的一步。