美计划为人类大脑活动绘图 预计花费数十亿美元
2013年1月，美国麻省总医院科学家公布了首批大脑成像成果。这是从前向后看大脑的完整横截面。
大脑连线图中心部分的特写。绿色连线形成带状束，是大脑额叶之间的连接区。从左到右的红色连线束是胼胝体的一部分。
中国科学院奥运园区，市民在观看科技周宣传展板，人脑植入芯片，控制购物、贪吃、吸烟、吸毒。CFP供图
美国媒体18日报道说，奥巴马政府即将出台一项探索人类大脑工作机制、绘制脑活动全图的研究计划。这一计划将耗时10年、投资数十亿美元，可与人类基因组计划相媲美。科学家抱有很高期望，认为这一计划也有助于加深阿尔茨海默氏症、帕金森氏症等疾病的理解，找到一系列神经性疾病的新疗法，并有望为人工智能领域的进展铺平道路。
本报记者 高玉
预计花费数十亿美元
这一名为“脑活动绘图”的计划预计最早于3月份公布，参与者包括国家卫生研究院、国防部高级研究项目局、国家科学基金会等联邦机构，霍华德·休斯医学研究所、艾伦脑科学研究所等私营机构，以及神经学家和纳米科学家组成的团队。他们将共同推进对人类大脑近千亿神经细胞的理解，加深对感知、行为以及意识的研究。
科学家抱有很高期望，认为这一计划也有助于加深阿尔茨海默氏症、帕金森氏症等疾病的理解，找到一系列神经性疾病的新疗法，并有望为人工智能领域的进展铺平道路。
“脑活动绘图”计划预计耗时10年，耗资数十亿美元，奥巴马政府下月向国会提交的预算草案将包含这一计划，不过其具体细节目前仍未最终确定。本月12日，奥巴马在第二任期的首个国情咨文中，将脑研究列为政府应该投资的“好主意”之一。
“我们在人类基因组绘图中每投入1美元，就会给我们的经济带来140美元的回报，”奥巴马说，“今天，我们的科学家为大脑绘图，以揭开阿尔茨海默氏症的答案。他们正开发能修复受损器官的药物，设计可以将电池效能提高10倍的新材料。此时不能在科学和创新领域破坏这些能创造就业的投资。”
有助找到神经性疾病新疗法
“绘制脑活动全图，甚至比绘制人类基因组图谱还要庞大。”北京师范大学脑与认知科学研究院贺永研究员表示。人类依靠神经细胞来感知刺激和兴奋，并通过神经网络将这些刺激或兴奋传导给不同的功能单元。绘制脑活动图可以呈现这些神经网络，反映大脑的能量消耗、新陈代谢等情况。
贺永举例说，“整个大脑就像一个高速公路网，包括交通枢纽、交通要道等，这些区域的不同可能会带来明显的个体差异，比如智力的差异、身体的协调能力。对道路的辨识能力、记忆力好坏等。如果交通网络哪个部分出现问题，就会影响一些相应的功能。”
如果有了脑活动图，科学家就有可能绘制出不同类型脑疾病(如阿尔茨海默氏症)的神经网络地图。如果能了解正常的人脑结构和功能连接模式，就有可能检测到大脑出现的变化，一旦成功与引起的症状联系起来，就有望绘制出疾病状态下大脑的异常连接地图，这有助于进行早期辅助诊断和临床评估的标记物研究。
“研究人员通过对正常人和疾病患者大脑白质纤维的对比分析，可以发现哪些人的‘大脑路网’可能会出现问题，有发展成老年痴呆的倾向，哪些人不会发展成老年痴呆，这在阿尔茨海默氏症早期诊断上有重要意义。”贺永说。
“人脑连接组计划”已启动
其实，美国在2010年就启动了一个“人脑连接组计划”，美国国家卫生研究院出资3850万美元，华盛顿大学等4所大学接下了这个艰巨任务。“人脑连接组计划”绘制出不同大脑区域之间的主线路图，然后揭示这些连接在个体间的差异，“脑活动绘图”计划就是在这个基础上发展的。
“人脑连接组计划”旨在通过扫描1200名健康成年人其中包括300对双胞胎的大脑，比较他们大脑各区域神经连接的不同，以及如何由此导致认知和行为方面的个体差异，最终描绘出人类大脑的所有神经连接情况。
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欧盟启动模拟人脑结构项目
欧盟委员会日前公布了为期10年、耗资11.9亿欧元的研究项目，旨在模拟完整的人脑结构。该项目的成本约为大型强子对撞机项目的六分之一，是规模最大的神经学研究项目。它是人类朝着加深对大脑工作原理的了解迈出的重要一步。
但该研究项目也存在着缺陷。缺陷在于它的目标不现实。用科学期刊《自然》的话说，人脑研究项目提出了完全模拟人脑的“惊人目标，但也招致了一些怀疑”。尽管该项目具有宝贵的价值——例如，帮助研究人员测试精神疾病药物的药效——但人脑结构太过复杂，难以通过目前的计算机精确建模。根据多数人的估计，这一目标很可能在几十年内都无法实现。
来源：北京日报
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