美國“大腦”專案邁出重大一步

為奧巴馬政府“大型科學”大腦專案提供諮詢的神經科學家小組於6月5日向美國國立衛生研究院提交了最終報告,建議在2025聯邦財政年度結束前投入45億美元,用於開發一系列先進技術,以增強對神經迴路工作原理的理解。

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為奧巴馬政府“大型科學”大腦專案提供諮詢的神經科學家小組於6月5日向美國國立衛生研究院提交了最終報告,建議在2025聯邦財政年度結束前投入45億美元,用於開發一系列先進技術,以增強對神經迴路工作原理的理解。

如果資金充足,“透過推進創新神經技術進行腦研究”的提案將成為有史以來規模最大的有針對性的大腦科學專案,甚至超過了歐盟的“人類大腦專案”,該專案在10年內投入了超過10億歐元的資金。該專案將消耗美國國立衛生研究院約5%的年度大腦相關研究經費——其他機構(如DARPA)可能會提供額外資金。

美國國立衛生研究院將在9月份為大腦計劃撥款4000萬美元,奧巴馬政府已提議在即將到來的財政年度撥款1億美元。


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為美國國立衛生研究院提供諮詢的神經科學家小組提交了一份報告,其中確定了一個雄心勃勃的目標,即在10年內提供對數百或數千個健康和患病人腦的迴路連線圖的分析,儘管並非完全分子解析度。該專案設定了一個目標,即開發更快、更廉價的工具,以精細解析度描繪出電路圖。

大腦計劃旨在將一系列技術推向實際應用,這些技術目前要麼只是餐巾紙背面的草圖,要麼是研究生專案。該報告提到了例如使用奈米級金剛石顆粒作為神經元發射的電場探測器的前景,這些顆粒隨後會發出熒光以報告細胞的活動。

人們希望大腦連線圖將揭示神經活動的模式,最終深入瞭解感覺功能、思想、記憶和情感的潛在基礎——並將對這些迴路中哪些環節在精神和神經退行性疾病中出錯提供新的理解。在新聞釋出會上,諮詢委員會聯合主席科裡·巴格曼試圖為擬議的支出提供經濟上的理由:

“用數字來說,將人類送上月球的整個太空計劃的成本加起來,相當於當時每個美國人大約一瓶六罐啤酒的錢。而此處提出的‘大腦計劃’的全部成本,經通貨膨脹校正後,相當於在該計劃的整個12年期間,每個美國人大約一瓶六罐啤酒的錢。”

在6月3日在冷泉港實驗室舉行的關於認知科學的重大國際學術會議上,也可以看到繼續推進的理由。神經科學家特倫斯·塞諾夫斯基是大腦計劃的顧問,他在會上致閉幕詞。在他的演講中,他引用了1990年他在該研究機構參加的上一次研討會。那時,一次只能記錄一個神經元的活動,而且每天只能記錄一到兩個神經元。記錄猴子的大腦活動可能要花費一名研究生三到四年的時間。而現在,電極和一些染料可以同時記錄100個或更多神經元的活動,機器學習技術可以處理這些資料。

早期的會議也沒有多少在數學上有堅實基礎的理論。塞諾夫斯基提到了《大眾科學》上1979年的一篇文章,弗朗西斯·克里克最近搬到索爾克研究所開始神經生物學研究,他在文章中寫道,需要允許“僅使一種型別的所有神經元失活,而讓其他神經元或多或少保持不變”——這是一種在今天透過一種稱為光遺傳學的技術實現的未來主義的思考。(腳註:演講結束後,克里克的昔日合作伙伴詹姆斯·沃森走近塞諾夫斯基,告訴他“他活在夢境中”——他還使用了更辛辣的語言。沃森說,大腦計劃沒有處理更具實際醫療意義的問題。事實上,提交給美國國立衛生研究院的報告特別強調了基礎研究的必要性,這些基礎研究需要開發技術,從而幫助在神經和精神疾病方面取得進展。)

 

圖片來源:Kigsz/Wikimedia Commons

注意:故事已更新

 

Gary Stix, senior editor of mind and brain topics at 大眾科學, edits and reports on emerging advances that have propelled brain science to the forefront of the biological sciences. Stix has edited or written cover stories, feature articles and news on diverse topics, ranging from what happens in the brain when a person is immersed in thought to the impact of brain implant technology that alleviates mood disorders such as depression. Before taking over the neuroscience beat, Stix, as 大眾科學's special projects editor, was responsible for the magazine's annual single-topic special issues, conceiving of and producing issues on Albert Einstein, Charles Darwin, climate change and nanotechnology. One special issue he oversaw on the topic of time in all of its manifestations won a National Magazine Award. With his wife Miriam Lacob, Stix is co-author of a technology primer called Who Gives a Gigabyte? A Survival Guide for the Technologically Perplexed.

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