人腦工程領域缺乏領軍企業 探索路上坎坷前行
歐盟委員會1月底宣布,人腦工程已入選“未來新興旗艦技術項目”,將設立專項研發計劃。該計劃將在未來10年內獲得10億歐元的經費。無獨有偶,2月12日,奧巴馬在第二任期的首個國情咨文中,稱腦研究是政府應該投資的“好主意”之一。據美國媒體披露,奧巴馬政府有望最早在3月出臺一項探索人類大腦工作機制、繪制腦活動全圖的研究計劃。這一計劃將耗時10年、投資數十億美元。
歐美雙雙“鎖定”人腦工程,意味該產業未來前景不可限量。業內獨立研究機構SHARPBRAINS發布的研究報告顯示,自2009年金融危機過后,人腦工程領域的產業規模持續增長,2012年相關產業規模約為10億美元,2020年有望增長至60億美元。不過,人腦工程領域由許多小型企業組成,對于戰略投資者來說,仍需要對該產業進行更細致的觀察以及更專業的了解。
人腦工程的探索之路也難言一帆風順。業內專家警告稱,盡管近年來相關科學研究日益深入,然而對人腦高級功能的研究,在很大程度上仍是未知領域。人腦科學仍然是現代人體科學中未知因素最多的領域,是科學界最難攻克的“堡壘”。
歐美計劃加大研發力度
歐盟委員會指出,對人腦的研究及相應的技術研發至關重要。這不但有助于帕金森氏癥、阿爾茨海默氏癥等腦部疾病的診斷和治療,同時還可揭示人腦的高能效、高可靠性之謎,對人工智能研發具有重大作用。根據歐盟委員會的決定,人腦工程研發計劃將由瑞士洛桑聯邦理工學院教授亨利·馬克拉姆(Henry Markram)牽頭,由87個來自世界各地的研發團隊承擔任務,力爭以神經系統學、醫學應用、計算機三大領域為突破口開展研發計劃。研發團隊日前發布聲明稱,先期將建立信息和傳播技術(ICT)研究平臺,由上述三大領域專家將相關研究進行匯集,初期費用將達11.9億歐元。先期費用約6.43億歐元將從歐洲議會劃撥,待到平臺應用價值顯現后,再計劃吸取部分行業以及公眾投資。
在研發規劃上,歐盟研發團隊表示,第一階段為“上升期”,預計耗時兩年半,主要聚焦于ICT研究平臺的搭建;第二階段為“操作期”,預計耗時4年半,ICT研究平臺將開始收集分析相關數據,并將由神經系統學、醫學應用、計算機方面專家展開研究;第三階段為“持續期”,預計耗時3年,在先前的研究工作同步推進之際,聚焦于獲得“金融方面的自我持續發展”能力,確保研發成果成為歐洲科學、工業界的“永久資產”。
美國方面的研究計劃細節還不得而知。但據媒體披露,研究計劃名為“腦活動繪圖”(Brain Actvity Map),參與者包括國家衛生研究院、國防部高級研究項目局、國家科學基金會等聯邦機構,一些私營研究基金會以及神經學家和納米科學家組成的團隊。
不過,“腦活動繪圖”也面臨一些變數。部分學者稱,目前人類對于人腦的研究還非常有限,“甚至連一只蒼蠅的腦部都沒有研究清楚”,整個計劃的可行性值得質疑;還有觀點認為,美聯邦資源是否做到了“優化配置”存在疑問,美政府不應該在單獨一個項目上投入巨資,更何況該項目還缺乏明確目標,“大型項目并不利于以個人探索發現為動力的科學發展”;另外,由于當下美國政府財源緊張,究竟該項目最終能夠獲得多少撥款,尚是未知數。
最難攻克的“堡壘”
上世紀50年代,科學界開始對人腦研究發生興趣,但受制于設備方面,相關研究僅局限針對動物的腦部進行。到了60、70年代,科學家針對人腦的前額皮層進行了一些研究。隨著計算機技術、核磁共振成像技術等取得了突破,人腦科學研究開始成為世界熱門的前沿科研領域。各主要經濟體紛紛于90年代制定了腦科學研究的長遠計劃,美國政府命名90年代為“腦的10年”,支持發展神經科學,促進腦的研究。日本繼1986年制定并實施將腦研究放在重要位置的《人類前沿科學計劃》之后,又于1996年推出了“腦科學時代”的為期20年的腦科學計劃綱要。在我國,腦功能研究列入了重大基礎科學研究計劃——“攀登計劃”。
由于神經信息學是人腦研究的核心內容。1996年,以美國為首的神經信息學工作組建立了國際性科研計劃——人類腦計劃,參與國包括英、德、法、日等19國,旨在組織和協調全世界神經科學和信息學家共同研究腦、開發腦和創造腦。2001年,我國科學家也加入了該計劃。
進入21世紀以來,隨著相關理論的完善和新實驗工具的涌現,大腦最深層的一些奧秘開始浮出水面。研究人類認知過程與大腦的關系成為可能。2006年,美國研究人員成功繪制出老鼠大腦基因圖譜。由于老鼠與人類90%的基因存在相似性,這一成果被認為向解開人類大腦之謎邁出了重要一步。2008年,日本科學家發明出用圖像顯示人腦活動的技術,世界上首次將人腦的直觀活動圖像化。2010年,美國推出“人類連接組計劃”,通過掃描上千名健康成年人的大腦,比較他們大腦各區域神經連接的不同,以
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