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[大神心得] 2015年中国脑计划,期待最强大脑

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高中生

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发表于 2016-4-14 13:15:12 | 显示全部楼层 |阅读模式

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2015年10月24日,在深圳国际基因组学大会上,中国科学院神经科学研究所所长、中国科学院外籍院士蒲慕明在报告时透露,“中国脑计划(China Brain Project)”不久会公布。
相较于2013年4月2日美国总统奥巴马宣布启动美国脑科学计划,以及欧盟、日本随后陆续分别启动欧洲脑计划以及日本脑计划,中国的脑计划不仅是姗姗来迟,而且是犹抱琵琶半遮面。虽然中国的脑计划尚未公开,但议定中的由中国科技部、国家自然基金委牵头的脑科学计划,在经过国内专家两年时间数次讨论及论证后,已于2015年初向主管部门提交,预计最晚可能不会迟于2016年启动。该计划作为中国六个长期科学项目工程中的一个重要项目,将受到长期资助,时间长达15年(2016-2030年),至于能获得多大资助,目前尚不清楚。
尽管中国的脑计划姗姗来迟,但一经启动,中国便加入到了国际脑科学、生命科学和生物医学的激烈竞争中。脑科学计划被视为是继人类基因组计划以来最宏大和最重要的科学计划,但是,与中国参与1990年启动的人类基因组计划相比有了天壤之别。对于前者,中国只是在后来才加入进去,并且只承担了1%的任务,是一个协同者和参与者的角色。然而,对于脑计划,中国是一个重要的竞争者,因为尽管各国的脑计划大同小异,但还是有一些明显的差异。
中国进行自己的脑计划研究是一次真正意义上的国际竞争,谁能最早发现大脑的秘密并全面阐明大脑的机能和工作原理,谁就可能在未来不仅处于科学的前沿,而且会占领社会和经济发展的先机,并取得多种控制权和话语权。这种显而易见的竞争迫使中国要有不同于其他国家的脑计划。
中国脑计划分为脑科学以及类脑科学两部分。脑科学主要探索大脑三个层面的认知问题:一是大脑对外界环境的感知和认知,如人注意力、学习、记忆以及决策制定等;二是对人类以及非人灵长类自我意识的认知,通过动物模型研究人类以及非人灵长类的自我意识、同情心以及意识的形成;三是对语言的认知,探究语法以及广泛的句式结构,用以研究人工智能技术。
类脑科学则集中于对人工智能技术的研发。通过类人脑神经网络模型和计算方法的建立以及通过类脑计算、处理以及存储设备技术的研究,帮助研发新一代人工智能机器以及类脑机器人。
美国2013年公布的脑计划有6大领域,获得美国国会拨款的有9个具体计划,如统计大脑细胞类型、建立大脑结构图、开发大规模神经网络记录技术、开发操作神经回路的工具、了解神经细胞与个体行为之间的联系、把神经科学实验与理论、模型、统计学等整合、描述人类大脑成像技术的机制、为科学研究建立收集人类数据的机制和知识传播与培训等,而且仅2014年,美国的脑计划就获得了1.1亿美元拨款,相比之下,中国的脑计划内容并不庞杂,体现的是小而精的策略和特点。而且中国的脑计划能否获得多少资金支持也还是一个未知数,但是,在竞争面前,中国需要赢得后发优势。
科研当然不是大而全就好,也非拥有雄厚的资金就能出成果,关键是要有突破点,小而精的的内容也许就是突破口,也是后发优势之一种。
脑科学的研究有两大途径,一是静态的,二是动态的,两者都需要特殊的先进技术才能观察和看见大脑。在静态研究方面,美国似乎已经捷足先登。美国斯坦福大学卡尔·迪赛诺思等人发明的一种新的清晰技术(CLARITY)能将小鼠的大脑制成3D透明的大脑,让人们能能清楚地观察到大脑中的神经细胞,甚至分子结构,包括大脑中的多种神经元、轴突、树突、突触、蛋白、核酸等,以及它们在大脑中的位置。
至于大脑的动态研究,即观察研究活体大脑是如何运作的方面却困难重重。现在,能够观察活体大脑的技术不多,其中一种比较有效的技术是磁共振成像技术,可以通过大脑血流的分布观察大脑的活动。
不过,仅仅在用这一项技术研究大脑方面,就可以获得各说其话的结果。英国剑桥大学研究人员对1990年至2013年间发表的大量脑成像图片的126篇研究论文的分析表明,男性的大脑容量总体上要比女性大8%到13%。而且,大脑结构的性别差异主要表现在几个特定区域,包括大脑边缘系统和语言系统。比如,男性大脑的左侧杏仁核、海马体、岛叶皮质和壳核部分容量更大,组织密度也更高;而女性的大脑的左额极组织密度更高,右额极、下额叶脑回和中额叶脑回的体积更大。
但是,美国罗莎琳德·富兰克林医科大学的研究人员最近采用磁共振成像技术对男女大脑的研究发现,男女大脑中的海马体(控制记忆与感情的部分)并没有体积上的差别。
因此,脑计划研究与其他研究一样,需要更先进的技术和更精确的判断,以及需要更多的重复性或验证性研究才能得出比较符合大脑实际情况的研究结果,或比较符合大脑机理的认知。在这方面,中国的脑计划显然会有较多的后发优势机会。
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