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大脑研究也要整“大科学”

科普中国2016-09-26 23:12我要吐槽

 

 

今年9月19日,美国副国务卿汤姆·香农在纽约宣布启动“国际大脑计划(International Brain Initiative)”,旨在集结各方智慧,更好地理解人脑的工作原理以及人脑出现故障时如何解决。

据英国《自然》杂志9月21日报道,这一脑科学大项目的细节,包括哪个美国机构启动这一项目以及谁来买单等,目前都悬而未决。但美国国家科学基金会(NSF)在洛克菲勒大学主办了一场有关这一项目的研讨会。与会人士的反应喜忧参半:有人认为该项目会促进人类脑科学研究的发展;但也有人担心,如何对现有脑科学项目进行协调是个问题;另外,这一大项目可能产生“虹吸效应”,从现有脑科学项目中“搜刮”资金。

 

开展国际脑科学研究适逢其时

最近几年,多个大型而长期的脑研究项目问世,包括投资60亿美元的“美国脑计划(US BRAIN Initiative)”、欧盟投资10亿欧元的“人类大脑计划(HBP)”。中国和日本也都在今年年初发布了重大的脑科学项目,希望能通过研究猴子来理解人脑。

据英国《新科学家》杂志9月19日报道,在当天召开的“协调全球大脑计划(C GBP)”会议上,很多科学家表示,神经科学的时代已经到来,现在是进行脑科学大科学研究的好时机,就像天文学、物理学和遗传学等领域的其他国际合作计划一样。“国际大脑计划”将为脑科学项目和目标列出优先级并提供资助。

洛克菲勒大学的神经生物学家科妮莉亚·巴格曼是美国国立卫生研究院(NIH)“美国脑计划”工作组的组长,她说:“我曾经认为,在我科学生涯中最令人兴奋的时刻是总统2013年宣布‘脑计划’,但现在我觉得更好。”

 

强化团队合作的重点在共享

据英国《自然》杂志报道,该国际性大脑计划的目标之一是,研制出通用的大脑绘图工具。目前,有些实验室已经研发出了一些有潜力的实验性工具,但一般只在本机构内部使用以及进行简单修改;另外,每个实验室的实验方法也不尽相同。这使得不同团队很难合作或者交换信息。加州理工学院物理学家迈克尔·若克斯表示:“我们仍处于神经科学的工艺时代,每个人都拥有自己独特的秘密武器。”

科学家们提出的另一个想法是创建“国际大脑天文台(International Brain Observatory)”。这一“天文台”拥有一些功能强大的研究工具,比如显微镜和超级计算资源等,供全球科学家使用。

尽管在现有情况下,整合各国数据很困难,因为每个神经科学实验室收集、组织和分析数据库的方法并不一样。但约翰霍普金斯大学的神经科学家约书亚·福格尔斯泰因提出了一个虚拟的“国际大脑站”,能自动将扫描人脑获得的数据或基因表达数据转变成标准格式,使人们能更好地分析这些数据。这个虚拟的基于云的数据分享资源(类似于基因银行)的想法,也受到了科学家们的交口称赞。

 

协调各国脑科学项目是难点

尽管科学家们对新的国际脑科学大项目充满信心,但也有人担心,很难对不同国家的研究项目和资源进行协调。他们认为,各国现在进行的脑研究项目有不同的选择和偏重。例如,中国和日本主要进行灵长类动物研究;美国和另外几个西方国家则因为伦理原因,希望尽量避免研究灵长类动物,这些地方的科学家一般通过研究苍蝇、蠕虫、老鼠和鱼来代替。另外,欧盟旗舰项目“人类大脑计划”专注于理解大脑如何工作;而加拿大大脑研究的主要兴趣则在研发出能应用于医学领域的技术。

也有科学家担心,对新项目的支持可能会使现有项目受到冷落。例如,加拿大已经进行9年的CBRAIN计划是一个数据和方法的交换所,现在已被22个国家和参与HBP的科学家所使用。但加拿大麦吉尔大学神经病学家阿兰·伊文思指出,这一项目与国际大脑站类似,我们不需要再做无用功。

其他人则担心,新的全球计划可能将发展中国家排除在外。印度塔塔基础研究所的桑迪亚·库萨卡说:“如果参与这个国际项目的唯一方法是投入3亿美元,那它就不算是一个国际性的项目。”

库萨卡解释说,尽管有些小国无法负担绘制绒(美洲产小型长尾猴)脑图谱的成本,但他们能贡献病人、模式生物等,让科学家们设计出成本更低廉的技术。

从整体上说,科学家们希望,新的全球计划能使他们将大脑研究带到新层次。因为全球各地的几个大脑项目已经进行了一段时间,科学家们更容易比较它们各自的优缺点,然后再确定如何对其进行协调。HBP常务董事克里斯托弗·艾贝尔说:“我认为,这是一个开展国际性脑科学研究的好时机。”

 

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作者:科普中国责任编辑:天极科普君)
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