腦圖繪製專案將攜手合作

美國的腦研究透過推進創新神經技術倡議(BRAIN Initiative)和歐洲人類腦計劃(Human Brain Project)研究專案將於今年晚些時候開始合作。

這似乎是天作之合,幾乎就像人腦的兩個半球:兩個備受爭議且雄心勃勃的專案,旨在破譯人體的控制中心,正準備攜手合作。

據參與這兩個專案的政府官員透露,歐盟耗資10億歐元(13億美元)的人類腦計劃(HBP)和美國耗資10億美元的腦研究透過推進創新神經技術倡議(BRAIN Initiative)將於今年晚些時候啟動合作。

賓夕法尼亞州民主黨眾議員查卡·法塔赫(Chaka Fattah)在3月12日的演講中暗示了這項計劃。法塔赫說,大腦“是某種一直以來都難以理解的東西。你無法想象有比這更重要的科學合作了”,法塔赫是眾議院一個監督美國幾個科學機構資金的委員會中級別最高的民主黨成員。


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關於美國和歐洲專案將如何密切合作的細節仍然模糊不清,但美國政府官員表示,這項合作將包括腦研究透過推進創新神經技術倡議(BRAIN Initiative)的所有政府合作伙伴——美國國立衛生研究院(NIH)、國家科學基金會和國防高階研究計劃局。洛桑瑞士聯邦理工學院(EPFL)的神經科學家亨利·馬克拉姆(Henry Markram)是人類腦計劃(HBP)的負責人,他表示以色列的腦計劃也將參與其中。

美國國立衛生研究院(NIH)負責科學、外聯和政策的副主任凱西·哈德森(Kathy Hudson)表示,協調工作將於今年晚些時候開始,屆時美國機構將在6月份頒發首批腦研究透過推進創新神經技術倡議(BRAIN Initiative)的資助。在研討會上,雙方將討論他們希望合作和共享資料的程度,以及他們的科學進展。資助人類腦計劃(HBP)的歐盟委員會的一位發言人補充說,腦圖繪製的倫理規範和資料共享政策等問題也可能會浮出水面。美國專案的非政府合作伙伴將發揮的作用尚待確定。

哈德森說,最終目標是確保研究專案儘可能多地覆蓋領域,而不會重複彼此的工作。

天作之合的夥伴
“我認為這簡直是天作之合,”EPFL的計算神經科學家肖恩·希爾(Sean Hill)說,他共同指導人類腦計劃(HBP)的神經資訊學團隊。希爾說,美國和歐盟的倡議具有互補的任務:腦研究透過推進創新神經技術倡議(BRAIN Initiative)旨在建立用於成像和控制大腦活動的工具,而人類腦計劃(HBP)則旨在建立整個大腦的工作計算模型。正如人類腦計劃(HBP)需要實際的大腦資料來設計其模型一樣,腦研究透過推進創新神經技術倡議(BRAIN Initiative)也需要一個系統來整合其海量的生物資料,以便它可以產生有意義的東西。

唐納德·斯坦(Donald Stein)是佐治亞州亞特蘭大埃默裡大學的生理心理學家,他 ранее 曾公開批評腦研究透過推進創新神經技術倡議(BRAIN Initiative)。他擔心,專注於一個單一的、雄心勃勃的目標會壟斷美國政府在神經科學研究上的支出。但隨著美國專案的目標逐漸明確,斯坦對美國專案的反對有所緩和,他認為,新生的國際合作是美國和歐洲的努力充分利用其預算和勞動力的機會。他說,最好的結果是,這種夥伴關係將刺激資助機構更願意支援具有崇高目標的高風險研究。

一些參與腦研究透過推進創新神經技術倡議(BRAIN Initiative)和人類腦計劃(HBP)的研究人員已經開始非正式地協調他們的研究。位於華盛頓州西雅圖的艾倫腦科學研究所——腦研究透過推進創新神經技術倡議(BRAIN Initiative)的合作伙伴——已經發表了關於其與人類腦計劃(HBP)合作產生的神經模擬的論文。

加利福尼亞州奧克斯納德卡弗裡基金會科學專案執行副總裁Miyoung Chun表示,美國腦專案的所有合作伙伴——卡弗裡基金會也是其中之一——都意識到與人類腦計劃(HBP)的合作將是多麼具有挑戰性,即使是對於看似平凡的任務,例如處理和共享大量資料。“即使在實驗室內部共享資料都不容易,”Chun說。“想象一下,如果你想與所有人共享資料。”

一個例子是由腦研究透過推進創新神經技術倡議(BRAIN Initiative)的私人資助夥伴正在開發的60萬美元的試點專案:卡弗裡基金會、位於馬里蘭州切維蔡斯的霍華德·休斯醫學研究所(HHMI)和艾倫研究所。該專案暫定名為“無國界神經資料”(Neurodata Without Borders),旨在建立一個計算機框架,世界各地的研究人員可以將他們的資料存入其中,然後將其轉換為標準化格式,供其他科學家使用。

在接下來的一年中,幾位神經科學家將使用他們從 mice 收集的資料(包括行為、來自單個神經元的電生理記錄以及神經元放電時的影像)來測試該試點專案的計算機程式。其中包括卡雷爾·斯沃博達(Karel Svoboda),他是弗吉尼亞州阿什本的霍華德·休斯醫學研究所(HHMI)珍妮莉亞研究園區的神經科學家,他說,此類努力以前經常失敗,因為研究人員不採用它們。

斯沃博達說:“其中一些資料來之不易,但最終卻被棄用。“這是一項從根本上解決問題的努力。”

本文經《自然》雜誌許可轉載。該文章於2014年3月18日首次發表

Sara Reardon is a freelance biomedical journalist based in Bozeman, Mont. She is a former staff reporter at Nature, New Scientist and Science and has a master's degree in molecular biology.

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