作者:唐凤 来源:中国科学报 发布时间:2013-4-8 7:59:59
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背离初衷致美国大脑图谱工程问题不断

 
“无论总统使用多么美妙的修辞,白宫都无法提供大脑图谱工程完成使命的一些细节。而细节的缺失让大脑图谱工程的怀疑者和支持者都感到担心。
 
图片来源: Chuck Kennedy
 
■本报记者 唐凤
 
对于神经学家Rafael Yuste而言,坐在美国白宫一间华丽的会议室里听总统巴拉克·奥巴马喋喋不休地赞扬其帮助策划的斥资1亿美元的大脑图谱工程,是一次“璀璨”的经历。“那感觉就像历史。”这位来自哥伦比亚大学的研究员坦陈。
 
“这里有庞大的秘密等待人们去挖掘。”在一个长达12分钟的脑研究赞歌中,奥巴马对挤在东厅的美国神经学界领袖表示。通过“给予科学家需要的工具绘制一个大脑活动图谱,”他说,这个新工程将帮助科学家发现复杂大脑活动过程的线索,帮助研究外伤性脑损伤和帕金森氏综合征等疾病,甚至实现“我们未曾想象到的事情”。
 
宏伟计划
 
但是无论使用多么美妙的修辞,《科学》杂志在线报道称,白宫都无法提供大脑图谱工程将如何完成其使命的一些细节。而细节的缺失不仅让大脑图谱工程的怀疑者们感到担心,也让包括Yuste在内的坚定支持者们颇为担忧。他们表示,白宫打包和计划投资及整合该工程的方式正在滋生许多不安。
 
“虽然方案已经确立,但是细节仍非常模糊,因此很难不让人担心。”宾夕法尼亚州匹兹堡大学生物物理学家Jeremy Berg提到。Berg曾担任国立卫生研究院(NIH)综合医学科学研究所所长。
 
数年前,Yuste与其他科学家向美国政府提出绘制大脑活动图谱的计划,方案提议该计划为期10年,耗资30亿美元,致力于开发纳米技术、光遗传学和合成生物学工具,用以测量“来自每个神经元的脉冲”。在2012年发表于《神经元》期刊上的一篇论文中,Yuste和同事提议逐步从绘制果蝇等简单模型生物的大脑活动图谱发展到制作例如小臭鼩等拥有约100万个神经元的生物大脑图谱。人类大脑活动图谱则是最终目标,但非近期目标。
 
该建议自被白宫采纳以来,发生了巨大变化。4月2日,奥巴马公开宣称该大脑图谱工程将由三个联邦机构以及私人基金会出资进行。政府方面表示,4月10日拟发布的2014财年总统预算将大致要求如下:4000万美元用于NIH的神经科学研究计划,该项目涉及15个研究所和研究中心;5000万美元划拨给国防部先进研究项目局,用于研究包括创伤压力、脑损伤和失忆在内的战争相关疾病的诊断和治疗;2000万美元投入国家科学基金会(NSF),用于探索能够记录神经网络活动的纳米探针、管理大脑图谱工程产生的海量数据的信息处理技术,以及更好地理解思维、情绪、行动和记忆的神经表征。
 
另外4个私人团体——艾伦脑科学研究所、霍华休斯医学研究中心、科维理基金会和萨克生物研究所——也表示将通过资助其机构内的相关研究来支持大脑图谱工程。
 
据悉,大脑图谱工程将由NIH支持的15位神经学家组成的工作小组督导,纽约洛克菲勒大学的Cornelia Bargmann和加利福尼亚州斯坦福大学的William Newsome共同担任组长。
 
背离初衷
 
罗德岛州布朗大学神经学家John Donoghue指出,虽然该小组迟迟未发布详细的项目支出计划,但是希望大脑图谱工程能够更加关注人脑而不是像之前预期的那样。Donoghue是科维理基金会领导的大脑图谱工程指导委员会中的两位研究人员之一,另一位是萨克生物研究所的神经学家Terrence Sejnowski。“目前人脑和动物研究被视为平行的而非连续的努力。”他说。NIH院长Francis Collins则认为,人脑将更加有趣。“我们不愿意浪费时间,希望直接进行人脑研究。”他在一次电话新闻发布会上说。
 
这种改变制造了一些麻烦。Yuste指出,保证人类福利非常重要,但不知道一旦由传统神经学家把持——而不是由包括纳米学家、视觉遗传学家和合成生物学家等跨领域科学家组成NIH顾问小组——是否会摊薄该项目发展工具的原始初衷。“无论Bargmann还是Newsome都非工具制造者,因此值得担忧的是他们会挑选使用者而不是工具制造者进入委员会。”Yuste说。他和盟友希望NIH能增加专家小组成员,“我们需要更多的技术人员”。
 
仅两个月之前,Bargmann本人也对该项目表示怀疑。“通过谈话可以发现,神经科学团体中存在一个非常大的担忧,就是这个听起来像一个大型中央计划的项目会将资源带离创造性工作。”在发给《科学》杂志的一封邮件中她如是写道,“该项目需要对那些深切关注神经系统疾病和神经学的人有意义,但我们没有看到这些领域的领军人物涉及其中。”
 
尽管Berg曾质疑这个计划耗时10年需资30亿美元的大脑活动图谱提议,但“现在它缩小了范围,并关注发展技术,这样一来我觉得该项目更合适。”他说。基于在NIH工作的经验,Berg表示强调技术发展是“非常好的事”,实际上该机构内部团体倾向于与发展新技术作斗争,他们更关注自己试图解决的问题而不是技术发展本身。“使该体系能够灵活并适时改变是重要的。”他说,“另外,Bargmann和Newsome在顾问小组也让我感到安慰,这两位是神经科学领域的杰出贡献者,他们在如何管理小型和大型科学项目方面眼光长远。”
 
前途未卜
 
与许多大型项目一样,大脑图谱工程的成功将在根本上依靠其领导层,Donoghue表示:“有许多人参与到该项目中,他们独立运行着实验室,问题是他们能否齐心协力朝着同样的方向前进。”
 
无论如何目前尚不清楚大脑图谱工程能否从其他研究计划中吸取资金,或者投入这1亿美元后,未来几年是否会有进一步投资。Donoghue认为,“我的理解是它将源自于新的资金”而不是之前为神经学研究划定的配额。另一方面,Yuste对于相关资助金额的第一反应是,要完成最初的目标,这个数字“太低了”。
 
但是“那些钱应当被视为能够围绕其建设的一些东西,从这一基础上能够继续向前”。美国科学促进会总裁Alan Leshner说,“当政府经费紧张时,白宫对神经学研究的支持是一个重要机遇”。Leshner曾担任NIH国家药物滥用研究所所长和国家精神卫生研究所代理所长。
 
虽然无法预测国会是否能同意总统的请求,但“从历史到现在,两党似乎都对这类创新研究感兴趣”。白宫新闻秘书Jay Carney在每日简报中称。“绘制人脑地图正是我们应当资助的研究类型,这是伟大的科学。”众议院多数党领袖、众议员Eric Cantor在一份声明中表示。
 
尽管许多研究人员确实为大脑图谱工程奠定了基础,但他们只是简单地为看到自己的部分想法变成现实而欣喜。在奥巴马发表讲话的前一晚,Yuste和十几个同事在华盛顿哥伦比亚特区市中心聚餐,他们戏称其为“最后的晚餐”。“工作的成就感苦乐参半。”Yuste说,奥巴马政府能接受这个项目让他们感到高兴,但现在它“已经脱离了我们的掌控”。
 
《中国科学报》 (2013-04-08 第3版 国际)
 
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