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中国“脑科学计划”即将启动

2014-06-30
中国脑科学计划,脑科学计划
中国“脑科学计划”即将启动
2014-06-30

如果对人脑能有足够的认识,自闭症、老年痴呆等多种疾病或许将会被提早发现、治疗。2014-6月28日,中、美、欧多国科学家作客上海科普大讲坛向公众解读未来的“脑科学计划”。科学家们表示,加速脑科学研究不仅有助于提升人类健康水平,也可带动相关产业发展、刺激经济增长。

人类大脑是极其复杂的“小宇宙”,由100多亿个神经细胞组成,相当于银河系的星体总数。然而,人类对自己的大脑至今知之甚少。为此,美国、欧盟、日本先后启动了投资巨大的大脑计划。

面对激烈的国际竞争,中国将在脑科学领域有何作为? 中科院外籍院士、中科院上海神经科学研究所所长、中科院脑科学卓越创新中心主任蒲慕明表示,目前,国内专家已基本达成共识:我国应集中资源、凭借某些领域的优势解决当下最迫切的社会需求,发展预防和治疗脑疾病的诊疗手段,尤其是神经发育疾病、精神类疾病、神经退行性病变的早期诊断和干预。

据蒲慕明介绍,大多数我国脑科学专家认为中国“脑计划”应侧重社会需求,以“脑健康”为计划的主题。主要的研究应聚焦在脑工作原理和与脑重大疾病相关的前沿领域上。它将在多学科交叉的基础上,以微观、介观和宏观尺度研究动态脑网络工作问题,尤其重视幼年神经发育疾病、中年精神类疾病和老年神经退行性病变(如阿尔兹海默症,又称老年痴呆症)的机理研究和研发早期诊断及早期干预的手段。我国丰富的脑疾病样本资源和非人灵长类动物的脑疾病模型将为中国特色的脑研究提供独特优势。

阿尔兹海默症在老年人中尤为常见。到2050年,中国大于65岁的人口将超过4亿,按照阿尔兹海默症的患病率计算,届时中国约有9000万患者。“这意味着中国社会将为此付出极其沉重的代价。”蒲慕明说,因为尽管我们已经从分子层面知晓阿尔兹海默症的致病机理,但现在还没有有效的药物。

蒲慕明表示,“比如在有阿尔兹海默症早期症状时,进行特殊设计的脑智力功能的运动,将有助于延缓发病的时间。脑科学家未来可以为三大类的脑疾病设计更有效的早期干预手段。”

2013年4月,美国总统奥巴马宣布启动“大脑基金计划”。该计划将从2016年起,总投资约45亿美元。科普大讲坛上,美国科学院院士、加州大学圣地亚哥分校神经科学学科主任威廉·莫布里介绍了美国“大脑基金计划”的路线图。该计划将历时10年,分为两个阶段:前5年着重开发探知大脑的新技术,如功能性核磁共振、电子或光学探针、功能性纳米粒子、合成生物学技术;后5年力争用新技术实现脑科学的新发现,包括绘制堪比人类基因图谱的“人类大脑动态图”。

在美国宣布启动“大脑基金计划”前,欧盟已于2013年1月启动“人类大脑计划”,将在未来10年内投入10亿欧元。今年4月,日本的脑计划也宣布启动。瑞士洛桑理工学院教授欧利佛介绍,欧盟“人类大脑计划”的研究重点除了医学和神经科学外,还有未来计算机技术。这是因为,人脑思维活动都是由电信号构成的,这些信号能量极低,而且传输空间很小;与之相比,人类发明的超级计算机能耗很大,而且体积也大。“如果我们弄清人脑电信号的传输机制,就有望开发出模拟大脑机制的计算机。它的功率可能只有几十瓦,却拥有媲美超级计算机的运算速度。”欧利佛说。

同时,中外专家认为,“脑计划”比“人类基因组”难至少几百倍,所以这个计划更需要国际合作。欧利佛用“拼图”的比喻表达对国际合作的期待,他说现在的“脑计划”就好像500年前那个一片空白的地球仪,人们得从全世界水手的手里把地图收集起来拼成世界地图,美洲还没有被发现,所以是空白的。大脑中的细胞数量多达上千亿个,相当于整个银河系总数,即便定位一个1毫米长、2毫米高的大脑截面图也需要超级计算机工作一整天,如果全世界科学家能够把他们的数据共享在大脑“地球仪”上,那么这幅“脑地图”的进展将快得多。

专家表示,美国和欧洲大脑计划的研究方向具有互补性,具备合作的基础。两位外国专家特别希望中国大脑计划启动后,与美、欧科研团队开展合作,谱写继人类基因组计划后又一段国际合作佳话。


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