本月初,美國白宮公布了「推進創新神經技術腦研究計劃」(簡稱「腦計劃」)。「腦計劃」是什麼樣子?可以與人類基因組計劃相比嗎?與歐盟的「人腦工程」區別是什麼?近日,美國多個機構的科學家接受新華社記者採訪,揭示了更多細節。
1990年,美國發起了對人類「遺傳密碼」測序的人類基因組項目。20多年後的今天,「解碼」人類大腦的奧秘成為一個大科學項目的終極目標。這顯然是一個更大的挑戰。
科學界對大腦工作機制的認知幾乎是空白。美國加州理工學院腦成像中心負責人、神經科學教授拉爾夫·阿道夫說:「我們不了解任何一個單個機體的大腦工作機制,就連只有302個神經元的小蟲,我們目前也沒法了解它的神經體系。」
從初期就參與「腦計劃」的加州理工學院專家桃瑞絲說,在大腦研究領域,人們仍處在「最最開始」的階段,關於大腦工作機制知道得太少了。未來,科學家們會從分子、細胞到神經網絡、大腦的不同層面進行研究。
加州大學洛杉磯分校加州納米系統研究院負責人保羅·韋斯說,「腦計劃」是要從多個維度獲取大腦活動數據並對此建模,屆時,將嘗試在前人從未到達的層面分析這些數據。
阿道夫說,「腦計劃」的核心內容是新技術的發展、應用和實現,這讓人們可以同時記錄來自大量大腦細胞的數據,這些是了解大腦工作機制的基本信息。
桃瑞絲說,人類大腦有1000億個神經元和100萬億個神經連接,包含著巨大奧秘,這看起來是項不可能完成的任務。正因如此,「腦計劃」更強調了技術創新。
科學家設想,綜合運用功能性核磁共振、電子或光學探針、功能性納米粒子、合成生物學等一系列新技術,去探測、記錄人類大腦的活動,他們更希望由此帶動一批新的技術進步。
「腦計劃」高層級工作組聯席主席、史丹福大學神經學教授威廉·紐瑟姆曾對媒體表示,由於光學成像工具、平行電極陣列等新技術的研發,讓人們具備做更多事情的潛能。
當人們從分子到腦結構的不同層面都「解碼」了大腦奧秘,或許會有助於治療帕金森氏症、老年痴呆症等與腦神經相關的疾病。但是科學家強調,這個前景還非常遙遠,「腦計劃」必須從最基礎開始。
桃瑞絲說:「目前人類對於大腦的了解還非常有限,我們只能了解最基本的問題。目前我們談論關於這項計劃能實現何種具體用途還為時尚早,要治癒帕金森氏症、老年痴呆症等疾病更是很遙遠的目標。」
並不只有美國盯上了大腦。今年年初,歐盟委員會已宣布「人腦工程」成為歐盟未來十年的「新興旗艦技術項目」。阿道夫說,歐盟項目與「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「腦計劃」,兩者可以互為補充。
科學家還希望通過更廣泛的合作來加快推進「腦計劃」。韋斯說:「全球合作對於這一項目非常重要,中國在納米科學研究領域的成就就非常突出。我們希望向全世界開放數據,建立一個向全球開放的資料庫。」(記者 郭爽)