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综合新闻

杨雄里院士:筹划中国脑科学计划需注意两个问题

作者:杨雄里 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2015/3/24 /

    以阐明脑和神经系统的工作原理和机制为目标的脑科学(神经科学),是生命科学乃至所有自然科学领域中发展最为迅速的分支之一,通常被认为是自然科学的“最后疆域”(last frontier)。脑科学研究目前正在掀起新的高潮,反映了它所蕴涵的科学意义,以及对人类社会发展的推动作用,正日益深刻地为人们所认识。在科学界和政府的高度专注下,美国、欧盟和日本相继提出了各自的脑计划。中国神经科学家们,以不遑多让的历史使命感和拳拳爱国之心,建议筹划“中国脑计划”,以大力加强我国脑科学研究,这一建议得到了政府部门的积极回应。在科技部的领导下,“中国脑计划”正在紧锣密鼓地筹划中。在筹划过程中,科学家们已经涉及到许多值得注意的共性问题,如基础与临床、应用的结合,基础研究对产业和社会发展的推动,新技术、方法的研发和应用等等。在本文中我想就以下二个问题略陈管见,一是“中国脑计划”如何努力体现中国特色;二是在筹划“中国脑计划”时如何考虑我国脑科学的可持续发展。

 
一、关于“脑计划”的中国特色
 
    我国脑计划的中国特色至少需要考虑以下几点。在基础研究方面,不仅应该考虑学科发展的前沿,也需要考虑我国的研究基础、队伍,以及是否有独特的思路等各种因素。以神经环路(由神经细胞特殊的连接点——突触形成,是脑的基本功能单元)为例,神经科学界均认为解析其功能原理及机制是脑科学的前沿关键问题之一,但是以解析实施哪些功能的神经环路为目标,凝炼什么科学问题,则需要考虑到我国的特殊情况,这样才有可能在有限的人力、物力条件下,在较短时间内形成优势,从而在激烈的竞争中抢占先机。在临床相关问题的研究方面,显然需要考虑到我国神经系统疾病的发病率和特点。此外,我国在这方面的一个优势是,拥有最广大的各种疾病的患者群;如果经过科学的组织,有可能形成种类齐全、资料完整的样本库,这是使我国有关研究走在前列的重要基础。在类脑人工智能研究方面,如果能够紧密联系产业发展、转型的重大需求,无疑将在创新驱动经济发展、社会进步的进程中起到更重要的作用。
 
二、关于促进脑科学的可持续发展
 
    脑科学既然是自然科学的“最后疆域”,涉及的是对人类具有根本意义的重大问题,我们必须对其研究进程的长期性有足够的思想准备。对脑的高级功能的研究,特别是高级认知功能的研究,有其固有的复杂性。脑的高级功能是一种涉及大群神经元活动以及相互作用的动态过程,这种过程会因内、外环境的变化而显现出极其复杂的、多维度的改变,这种变化所导致的后果便是:脑活动的不确定性和难以重复(例如,几乎无法在相同的物理环境中重复同样的梦境)。这给实验性研究带来了许多困难。从另一个角度来看,这意味着脑高级活动(精神活动)遵循的规律并不完全与物质世界运动的规律相同,需要应用与通常实验科学不同的技术、方法去探索新的规律。脑研究的另一个复杂性是,神经系统结构和功能不仅在机体发育的过程中不断改变,而且在成熟后也不是一成不变的,会随着环境、刺激等状态而发生可塑性变化。总之,神经系统是一个不同于一般物理、化学系统,甚至一般生物学系统的一种特殊的系统。与这样一个庞大无比、复杂的、又不断变化的系统打交道,不可能一蹴而就。这就需要我们在筹划“中国脑计划”时,努力作好安排,以保证我国在研究方向和研究团队方面的可持续发展,从而使对脑科学重大问题的探索不致半途而废,功亏一篑。
 
杨雄里:中国科学院院士、发展中国家科学院院士、复旦大学脑科学研究院教授。国家重点基础研究规划(973项目)“脑功能和脑重大疾病的基础研究”首席科学家(1999-2004).

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