奥巴马“脑计划”助力神经技术

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作者:安东尼奥·雷加拉多

摘自:MIT科技评论

我们两耳之间的大脑,是科技开拓的下一个重大领域。

这一特写镜头中的视网膜神经细胞将信息传输到大脑。

美国白宫称,奥巴马总统的“脑计划”激起了各企业和慈善活动的兴趣,具体表现在正在围绕美国政府于2013年出台的这一最重要的科研计划形成其称之为“更广泛的合作关系”。先前白宫承诺将于本年为该项目投入1亿美元,意在开发新的脑研究技术。而作为该投资的一部分,美国国家卫生研究所(NIH)宣布向58个研究团体投入4600万美元的资金。

NIH资助的多项技术包括开发能够监测患者日常活动期间的脑部活动的可穿戴PET(正电子断层)扫描仪、能够控制如何驱动神经元的激光,以及能够在活脑中检测神经递质多巴胺的金刚石涂层电极。NIH所长弗朗西斯·柯林斯(Francis Collins)在一场新闻发布会中表示,这些科研补助金将加速“旨在了解[脑]回路工作方式的、令人兴奋的新工具和新技术的研发工作”。柯林斯称,在接下来十年左右的时间里,“脑计划”会在这类神经技术上投入450亿美元。

这一行动的全称是“推动创新型神经技术,加快大脑研究”,折射出政府广泛投资更佳的脑研究技术的策略。这是一种必要举措,不仅是因为大脑的运行方式仍然神秘莫测,也是因为人们难以在活体动物上研究神经元,从而限制了科学发展。

柯林斯将NIH的方法比作人类基因组计划采用的方法。他从1999年开始监管人类基因组计划。由于有了更为先进的DNA测序技术,人类基因组计划的速度极大地提高了。“当时有很多不确定因素,但最后还是成功了,”柯林斯说到,“没人能预测这些曲折复杂的情况。”

但大脑远比DNA复杂,也正因如此,多位科学家都表示,技术的作用这次并不明确。“对于基因组计划,我们知道需要什么样的技术。但在这里,我们甚至不确定最能派上用场的技术是什么,因为问题都还没有确定,”西蒙斯基金会的科研总监杰拉尔德·费什巴赫(Gerald Fischbach)称。西蒙斯基金会是一家位于纽约的私人慈善机构,在脑科学上投资数百万。费什巴赫不是NIH宣布资助的一部分。

纵观全球,其他大规模的神经科学研究也需要选择在何处下注。在欧洲,一项具备雄厚资金的人脑计划正在试图开发对人脑的大规模计算机模拟,尽管这项技术已经被批评为不成熟。

美国的这一计划未满足所有神经科学家的一个原因在于,该计划大力支持这一看法:大脑中存在“回路”,或神经元会彼此刺激,最终导致各种行为。尽管这确实存在,但有人表示回路模拟是一种陈旧的解剖学概念,不足以解释大脑内的860亿个神经元实际如何运转。“但生成数据是良好的开端,”美国西北大学的神经科学家康拉德·科尔丁(Konrad Kording)表示。

NIH宣布投入的补助金资助了一些可靠技术的研发工作,例如光遗传学——该技术可利用光脉冲启动或关闭实验动物体内的神经元。另一方面,NIH也承担了一些较大的风险,譬如它分配了53.9万美元来研发一种可穿戴的PET扫描仪,该扫描仪的“最终目的是呈现出人们常说的‘公园散步’和其他日常活动期间各种物体的影像。”西弗吉尼亚大学的朱莉-安妮·布莱弗茨尼斯基-刘易斯(Julie-Anne Brefczynski-Lewis)表示。刘易斯将和约100位科学家共享NIH补助金。

另外白宫还举办了一场活动来强调其努力,突出其号称为不间断的脑科学私人研发投资而投入的3亿美元资金。参加白宫今日活动的团队包括西蒙斯基金会,该基金会今年自主宣布计划投入6200万美元研究大脑如何产生意识。费什巴赫表示,通过召集不同的团队,白宫希望借此表明,“我们能够受益于也能够助力奥巴马的这项计划。”

“我不知道起因,也不知道结果,但这无疑是一个热门领域,”他说,“这类神经科学已经取得相当卓越的进展。”

原文发布于微信公众号 - 大数据文摘(BigDataDigest)

原文发表时间:2014-10-20

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