美、欧同把探索人类大脑工作机制作为未来科研重点 人脑计划召集“拼图高手”

　　美国与欧洲不约而同将下一步的科学攻坚目光投向了人脑。据美国媒体2月18日报道，奥巴马政府即将出台一项探索人类大脑工作机制、绘制脑活动全图的研究计划，这一名为“脑活动绘图”的计划预计最早于3月份公布，将耗时10年、投资数十亿美元，规模可与人类基因组计划相媲美。无独有偶，今年1月28日，欧盟委员会宣布将人脑项目作为“未来新兴技术旗舰计划”加以扶持，预计未来10年内在该项目上的投入将超过10亿欧元。

　　人脑项目为何如此受到关注？为此，本报记者通过电子邮件采访了欧盟人脑项目的发言人理查德·沃克。理查德告诉记者，人们对人脑项目的热情并非一时兴起，理解大脑及其运作方式，对人类脑部疾病的治疗大有裨益，这方面探索还将带动新型计算机的研制和人工智能领域的开发，他们非常看好该项目所带来的回报。

　　

挑战人类脑部疾病

　　欧盟委员会对人脑项目的背景材料透露，脑部疾病对人类健康的危害，已相当于癌症、心血管疾病和糖尿病三大疾病的总和。要防止情况进一步恶化，必须先了解人脑。

　　理查德说：“大脑疾病的产生往往是由于大脑基本机制中的一处或几处损坏造成的，而这一损坏会引发一系列的次级效应，很难确定哪些效应才是真正关键的。”因此，欧盟的人脑项目首先将搭建一个整合全球脑部疾病的临床数据平台，当数据足够多时，“我们将发现一些真正的关键信息，以区分哪些是主干哪些是分支。”理查德说。

　　由于在人类基因组计划中尝到了甜头，美国方面非常看好人脑项目将带来的丰厚回报。奥巴马在第二任期的首个国情咨文中说：“我们在人类基因组计划中每投入1美元，就会给我们的经济带来140美元的回报，今天我们的科学家为大脑绘图，以揭开阿尔茨海默氏症的答案，或者研发修补脑损伤的药物，这些势必为国家创造许多新的就业机会。”

　　

研发神经形态计算机

　　未来计算机的研制也将因大脑机制研究的深入而得益。例如，现有的大型计算机为了保障运算所需的能源就是“不能承受之重”。据中国工程院院士邬江兴介绍，谷歌一个计算中心每天“烧掉”的电量与整个日内瓦市用电量相当，我国几个超算中心的电费也均在每年几千万元左右。

　　大脑依靠神经元和神经突触传递消息，它们构成非常复杂的网状结构，其相互作用相对缓慢，精确度不高，但由此也保持了低能耗和应变力。未来的神经形态学计算机将仿造人脑这种传递信息的模式，据理查德估计，这种计算机的能耗只有20-30瓦，仅相当于一个普通电灯泡。更令人惊奇的是，这种计算机不需要编程，它可以从互动环境中学习。有人担心能够学习的计算机最终会对人不利，太多科幻片中有过这样的描绘。理查德的回答让人不用太过担心：“人的脑部智力是通过其一生的经历来开发的，人类通过学习来获得大量知识，并把它上升为对外部世界的经验。然而计算机的模型是不会主动改变的，它们无法将学习到的知识加以积累，因而也无法产生智力上的进化。”

　　

期待出现中国英才

　　目前，有关大脑的“高层次”功能，特别关于这些神经元和突触是如何联系起来并产生人类的思想情感的机理，科学家们还是不清楚。对于科学家来说，人脑就是一幅被打碎的拼图，但迄今还没有出现能将这幅“人脑图”完整拼出来的人或机构。

　　对于大脑研究，一直有两条技术路线，一条自上而下——观察大脑的特性功能，构建模型重现该功能；另一条是自下而上——以所掌握的关于大脑的生物学知识为基础，制成模型模拟大脑的运作。现在欧盟更多考虑走双管齐下的复合路线。

　　人脑项目想要有所得，需要神经生物学、计算科学、数学等多种学科的科学家通力合作，欧盟方面希望招揽世界各国的“拼图高手”一起完成这个项目。理查德告诉记者，他们已经决定投入20%的基金用于“竞赛性号召”——以此方式来吸引新的合作方。事实上，人脑项目从来就是一个国际项目——有来自23个不同国家的主要研究人员参与其中。“目前项目中还没有中国人，我们非常愿意和中国科研人员合作。”理查德说。