全球七大"腦計劃"，中國腦計劃遲遲未正式啟動，是否最大規模？

2020-11-10 腦計劃

人腦擁有近1000億個神經元和100萬億個連接，是科學中最大的謎團之一，也是醫學上最大的挑戰之一。腦科學研究具有重大意義。

腦計劃重要性一：腦科學技術研究是21世紀人類所面臨的重大挑戰。理解人腦的工作機制，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。

腦計劃重要性二：神經和精神疾病，如阿爾茨海默病、帕金森病、自閉症、癲癇、精神分裂症、抑鬱症和創傷性腦損傷，對個人、家庭和社會造成巨大傷害。儘管神經科學不斷在進步，但由於人腦的巨大複雜性，大多數神經和精神疾病的根本原因在很大程度上仍不得而知。如果我們要開發有效的方法，幫助那些遭受這些毀滅性疾病的人，研究人員首先需要一個更完整的工具和信息庫，以了解大腦在健康和疾病中如何工作。

因此，人類需要大腦研究計劃。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，全球目前共有七大「腦計劃」，他們分別在美國、歐盟、日本、加拿大、澳大利亞、韓國、中國推出。

美國腦計劃（Brain Initiative）

美國腦計劃，是由白宮科學技術政策辦公室發起， 由歐巴馬政府於2013年4月2日宣布的一項合作性、公私合營的研究計劃。

參與者及成員有哪些？

  1. DARPA（美國國防部高級研究計劃局，是美國國防部屬下的一個行政機構，負責研發用於軍事用途的高新科技，成立於1958年。）
  2. IARPA（美國情報高級研究計劃局，隸屬於美國國家情報主任辦公室，服務於整個美國情報界，投資於高風險、高收益的研究項目，以解決情報機構和學科面臨的一些最困難的挑戰，成立於2016年。）
  3. 眾多美國、澳大利亞、加拿大和丹麥的私人公司、大學和其他組織。

什麼是美國大腦計劃？其目的是什麼？

其官網介紹如下：

「通過推進創新神經技術，對大腦進行研究，旨在徹底改變我們對人腦的理解。通過加速創新技術的開發和應用，研究人員將能夠產生大腦的革命性的動態圖譜，首次顯示單個細胞和複雜的神經迴路如何在時間和空間相互作用。長期以來，研究人員一直希望探索治療、治癒甚至預防腦部疾病的新方法，這幅動態圖譜將填補我們目前知識的主要空白，並為探索大腦如何使人體以思維速度記錄、處理、利用、存儲和檢索大量信息提供前所未有的機會。」

總結起來有三大目的：

一、開發神經科學的創新型技術；

二、繪製出人類大腦的動態圖譜；

三、開發出針對各類大腦疾病的治療方法；

不過鑑於其主要成員有美國國防部和美國情報局，此計劃可能有其他一些不被公開的目的！

美國大腦計劃-官網首頁

歐盟大腦計劃（Human Brain Project）

歐美大腦計劃，於2013年10月1日啟動，是歐盟委員會的FET（未來和新興技術）的四個旗艦之一，由洛桑聯邦理工學院統籌，主要是由歐盟資助，是歐盟有史以來資助的最大科學項目。該計劃協調辦事處設在瑞士的日內瓦。該計劃由歐洲26個國家的135個合作機構參與，計劃為期10年。該項目在歐洲100多所大學、教學醫院和研究中心直接僱用約500名科學家。

歐盟大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。歐盟的「人腦工程」和美國的「腦計劃」有很大不同，前者提出在巨型計算機上對人腦建模，而建模所需的數據可以來自美國「腦計劃」，兩者可以互為補充。

簡單來說，歐盟大腦計劃的目的在於建立一個基礎設施，就像高鐵，後續的腦科學研究可以在這個基礎設施上前行。這個基礎設施主要由六個研究平臺構成：

  1. 神經信息平臺：收集、組織和提供大腦數據
  2. 大腦模擬平臺：重建由資料驅動的大腦組織，探索這些重建組織的模擬能力。
  3. 高性能分析和計算平臺：提供資通訊功能，以前所未有的細節繪製大腦，構建複雜模型，運行大型模擬並分析大量數據
  4. 醫學信息平臺：開發基礎設施，共享醫院和醫學研究數據，以了解疾病分布及其各自的疾病特徵
  5. 神經形態計算平臺：開發和應用大腦啟發的計算技術
  6. 神經機器人學平臺：開發虛擬機器人和真實機器人，以及開發大腦模擬的測試環境

歐盟大腦計劃-官網首頁

日本大腦研究計劃（Brain/MINDS）

日本大腦研究計劃在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，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。

日本大腦研究計劃第一年將投入30億日元（2700萬美元），第二年可能增加到40億日元，相對於美國和歐洲的10億美元以上規模大腦研究計劃，日本的計劃就好象是小弟弟。但是，日本的大腦研究計劃主要利用狨猴這種更接近人類的靈長類動物，能彌補用鼠類研究經常不同於人類的缺陷，尤其是在疾病研究方面。

日本大腦研究計劃-官網首頁

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。

澳大利亞腦計劃-官網首頁

加拿大腦計劃（Brain Canada）

該項目最早於1998年成立，由一個商業和科學組織來資助。2011年，加拿大大腦研究基金（CBRF）成立，成為加拿大歷史上最大的國家基金，致力於腦研究，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。

加拿大腦計劃-官網首頁

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；

韓國腦計劃-官網首頁

中國腦計劃

中國腦計劃其實還沒有正式啟動。從2015年到2020年，每年均有報導中國腦計劃將在本年啟動，但每次都是以落空收尾。當前中國腦科學研究主要是兩個中心在支撐。

南北兩中心互聯：繼北京成立規模媲美世界幾大著名神經科學實驗室的腦科學與類腦研究中心，即「北京腦科學中心」後，2018年5月，上海腦科學與類腦研究中心，即「上海腦科學中心」成立。兩個中心的成立標誌著中國腦計劃正式拉開序幕。

2020年11月有消息稱，中國腦計劃有望在今年成立。相關人員表示，中國腦計劃的投資規模會比現在任何一個重大專項都有數量級上的飛躍。可以預知，一旦中國腦計劃正式啟動，無疑將是全球最大規模最前沿的腦計劃，勢必使我國未來15年在腦科學和類腦智能技術領域處於國際前沿地位！

相關焦點

  • 全球七大"腦計劃"，中國腦計劃有望成為最大規模最前沿腦計劃
    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，全球目前共有七大「腦計劃」，他們分別在美國、歐盟、日本、加拿大、澳大利亞、韓國、中國推出。
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  • 中國腦計劃的研究進展
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