作者:齐芳 来源:光明日报 发布时间:2013-4-10 11:06:34
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光明日报:中国在脑科研领域如何发力

张寒/CFP

脑科学被视为科研领域“皇冠上的明珠”,成为近20年来发展最快的学科之一。美国4月2日公布脑科研计划,表明其抢占脑科学研究战略制高点的信心。对此,我国科学家是如何评价这项计划?在脑科学研究方面,我国取得哪些成绩,有哪些不足?
 
美国4月2日正式公布脑科研计划,以探索人类大脑工作机制、绘制脑活动全图,并最终开发出针对大脑不治之症的疗法。业内专家认为,这项计划的意义可与人类基因组计划相媲美。
 
从“点”到“面”,脑科学进入新阶段
 
大脑是人体最重要,也是最神秘的器官。现在,美国雄心勃勃的“脑计划”燃起了揭开大脑奥秘的新希望。在中国科学院生物物理所研究员、脑与认知科学国家重点实验室副主任卓彦看来,这表明脑科学研究进入到了一个新阶段,“原来我们更多的是进行大脑局部功能的研究,比如神经元的工作机理,或者什么样的行为反射在大脑哪个皮层等”,但现在这种分散的“点”状研究正在发展为整体“网络”的研究,“我们要搞清楚大脑的各个功能区是如何连接,如何协同工作的”。
 
这将是影响深远的科学创举,但也有不少人却对其前途并不看好——实现目标的技术难度实在太大了。美国媒体撰文指出,奥巴马设定的这个目标,难度或许比“结束阿富汗战争”或“与他的共和党对手寻求共识”还要艰巨。
 
卓彦也提醒说,这只是一项基础性的工作,即使全图绘制成功,要揭开大脑的奥秘也有一段相当长的路。“并不是说脑活动全图绘制出来了,包括疾病等在内的一系列问题就能迎刃而解。”他说:“就好像盖房子,这只是建好了毛坯房,具体到水暖灯具怎么装,还得专业的施工队来解决。”
 
原创设备依然是发展的短板
 
“脑与认知科学近年的高速发展,主要还是得益于技术手段的进步。”卓彦说:“以磁共振成像为主的技术手段,让脑物理连接成像、脑功能活动相关性成像成为可能。”
 
科学思想上的创新,必须在实验中通过仪器设备来实现。在美国的“脑计划”中,相关科学仪器的研发占有极重要的份额——仅美国国家自然科学基金会就将提供2000万美元,用于开发分子尺度的探测装置。
 
而这,正是中国科学界的“短板”。在卓彦的实验室里,大部分高端的科研设备都是进口的,“国内产品做不到同等水平”。
 
北京大学物理系教授朱星曾说:“我们必须意识到,现代科技的重大突破越来越依赖于先进的科学仪器,谁掌握最先进的科学仪器研发技术,就掌握了科技发展的主动权。”
 
卓彦介绍,他们正在努力补齐这个“短板”。“例如,生物物理所正联合电工所、武汉物数所,进行磁共振成像设备研发的项目,研发磁场强度为9.4T的磁共振成像设备。这个项目瞄准的是国际最先进水平。”
 
缺乏原创性科学思想,这才是最大的瓶颈
 
有了设备,“看什么”才是“最核心、最重要、最复杂,更考验学术能力和水平的问题”。卓彦解释说,这“看什么”,指的是学术思想。
 
脑与认知科学国家重点实验室学术委员会主任陈霖院士是脑与认知方面的专家,1982年他在《科学》杂志上就视知觉过程从哪里开始的根本问题,原创性地提出了“拓扑性质初期知觉”的理论,向半个世纪以来占统治地位的初期特征分析理论和视觉计算理论提出了挑战。此后30年中,他领导的团队始终致力于建立“大范围首先”的认知理论。
 
“但是,像陈霖院士这样,能提出新理论、开辟新方向的情况实在不多见。”卓彦说:“我们现在面临的更大挑战是如何提升学术思想的原创性,涌现一批能和国外抗衡的系统理论。”
 
近年来,我国也在脑与认知科学上加强了部署。973项目先后启动了“脑结构与功能的可塑性研究”、“人类智力的神经基础”等课题,国家自然科学基金委启动了“视听觉信息的认知计算”、“情感和记忆的神经环路基础”等重大研究计划。中科院的“脑功能联结图谱”先导科技专项,则与美国“脑计划”有异曲同工之处,力求揭示脑的工作原理。
 
这些项目或计划重要的研究目的之一,就是希望在脑与认知科学的基础理论上,取得原创性突破。
 
“脑与认知科学是一门新兴的带头学科,我们国家起步较晚、力量偏弱,和国际先进水平相比还有不小差距。”卓彦说:“但重要的是,我们的力量增长的很快,这些年各地高校、科研院所引进了不少国际一流的人才,培养了不少优秀的学生,建设了大批实验室。如果国家能够顺势而为,进行合理、适当的引导,加大对脑科学研究的支持力度,这个学科很有希望发展成我国的一个优势科技领域”。
 
 
 
 
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