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  •           曼哈顿计划、阿波罗登月计划和人类基因组计划是划时代的三大科学工程,它们给整个人类社会带来了深远的影响。人类基因组计划是生物实验结果和信息学的完美结合,人类基因库将为人类健康、疾病诊断、药物开发、生态平衡和生物学研究作出不可估量的贡献。许多科学家认为,在人类基因组计划之后应该是人类蛋白质组计划和人类脑计划。

    最近,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表示,“中国脑计划(China Brain Project)”不久会公布。

             事实上,虽然人类对宇宙深处甚至也有探索,但是对于自己的大脑,却似乎仍然知之甚少。

             人的大脑内有上千亿个神经细胞,还有超过10^14个神经突触。大脑是生物体内结构和功能最复杂的组织,是接受外界信号、产生感觉、形成意识、进行逻辑思维、发出指令产生行为的指挥部,它掌管着人类每天的语言、思维、感觉、情绪、运动等高级活动。人脑也是极为精巧和完善的信息处理系统,是人体内外环境信息获得、存储、处理、加工和整合的中枢。

    但是,大脑的1000多亿个神经元到底是如何连接,工作原理到底如何,怎样的连接错位导致神经性疾病的发生,人们还并没有弄清楚其中的奥秘。

    为了揭开大脑的秘密,世界各国投入了大量的人力和财力进行专门研究,美国把九十年代最后十年定为“脑的十年”,欧洲确定了“脑的二十年研究计划”,日本将21世纪视为“脑科学世纪”,脑科学的研究热潮遍布全球。

          人类脑计划的基本概念起源于80年代早期。在美国国防部、NIH和NSF联合召开的一次会议上,神经科学家和计算机专家集中讨论了“利用计算机技术建立脑的数据库和模型”的议题。美国科学院医学研究所于1989年成立了专家委员会,对利用现代信息学方法研究脑的科学性和可行性进行了论证。历时2年,收集了150名科学家意见。

          1997年人类脑计划在美国正式启动,美国20多家著名的大学和研究所参加了这个研究计划。50多位神经信息学的课题负责人得到该项目的基金资助。他们充分利用神经科学和信息科学的优势条件进行研究,相互间建立合作关系,利用电子网络互通信息,运用数据库进行资源共享。

    这些都是人类脑计划的初步探索。

           而人类脑计划由于工程量巨大,无法由一个国家独立完成,显然需要像人类基因组计划那样开展国际间的大规模协作。

    受人类基因组计划影响,2013年,美国白宫公布了“推进创新神经技术脑研究计划”(简称“脑计划”),美国政府将为项目拨款1.1亿美元,该计划瞄准的“第一”目标是绘製出第一幅囊括大脑所有活动的详图,其最终的临床应用包括通过直接改变神经回路来诊断和治疗疾病。美国总统奥巴马在2013年初的国情咨文中表示,这项计划将让科学达到一个自从太空竞赛以来从未见过的高度。

            而欧盟委员会也在该年年初宣布,将投入10亿欧元实施“未来新兴旗舰技术项目”之一的人脑工程项目。与美国奥巴马政府的“脑计划”不同,欧盟的人脑工程更强调实用性,重点包括:对脑结构、功能和机理的研究;对与脑有关疾病的研究,并加大力度研发新的诊断和治疗方法;利用信息技术建立大脑的工作模型,欧盟人脑计划还打算继续开发它自己的大脑全面运作的计算机模型。这个模型将需要“百亿亿次”的计算机,是当今超级计算机能力的1000倍,但预计要到2019年才能使用。

          在美国和欧洲都先后启动脑计划的情况下,中国的脑计划也开始酝酿启动。2001年9月,中国正式成为参与人类脑计划与神经信息学研究的第20个国家,意味着中国在这一研究领域已经和国际接轨。

          2015年3月,上海举行的“脑信息与人工智能”科技论坛上,杨雄里院士指出,脑计划应更大,更具有包容性,面向国家需求。脑科学的发展,对脑疾病的防治、信息和智能产业的发展有着巨大的推动作用。中国脑计划将从认识脑、保护脑和模拟脑三个方向展开研究,逐步形成以脑认知原理的基础研究、脑重大疾病、类脑人工智能这三方面紧密交织的研究为“一体”“两翼”的研究格局。类脑计算和人工智能研究是“中国脑计划”的重要组成部分。

    而在上个月,深圳国际基因组学大会上,蒲慕明的报告介绍,“中国脑计划(China Brain Project)”主要有两个研究方向:以探索大脑秘密、攻克大脑疾病为导向的脑科学研究以及以建立和发展人工智能技术为导向的类脑研究。

           据了解,这项由中国科技部、国家自然基金委牵头的脑科学计划已经提交了相关部门,很快就将会启动,并将作为我国六个长期科学项目工程中的一个重要项目,长期资助,资助时间长达15年(2016-2030年)。


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