來源: 文匯報

????? 腦科學(xué)近年已成為全世界科學(xué)研究的熱點。經(jīng)過近3年的醞釀，“腦科學(xué)與類腦研究”———中國腦計劃，作為重大科技項目被列入國家“十三五”規(guī)劃。?
????? 復(fù)旦大學(xué)是國內(nèi)第一所成立腦科學(xué)研究院的高校。該院學(xué)術(shù)委員會主任、中科院院士楊雄里教授參與了“中國腦計劃”的籌備工作。在一位神經(jīng)生物學(xué)家的眼中，我們在腦科學(xué)研究領(lǐng)域究竟面臨著什么樣的挑戰(zhàn)?　近日，他就此接受了記者的采訪。?
????? 中國科學(xué)家在2015年，就對腦科學(xué)與類腦研究在中國“一體兩翼”的部署達成了初步的共識，即以闡釋人類認知的神經(jīng)基礎(chǔ)(認識腦)　為主體和核心　(一體)，同時展現(xiàn)“兩翼”:其中一翼是大力加強預(yù)防、診斷和治療腦重大疾病的研究　(保護腦);另一翼是在大數(shù)據(jù)快速發(fā)展的時代背景下，受大腦運作原理及機制的啟示，通過計算和系統(tǒng)模擬推進人工智能的研究　(模擬腦)。?
????? 唯有對大腦的運作機制有更深刻的認識，才能推動各個相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展?
????? 腦科學(xué)研究成果以及腦科學(xué)未來的應(yīng)用，如今已引起科學(xué)界乃至大眾的廣泛關(guān)注。?
????? 我在上世紀60年代初進入這個領(lǐng)域，那時正值神經(jīng)科學(xué)作為一門綜合性的統(tǒng)一學(xué)科崛起的前夜，因而有幸見證了半個世紀來這一領(lǐng)域所發(fā)生的革命性變化。當下，我們又站在了闡釋人類大腦奧秘的關(guān)鍵時刻。?
????? 統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，過去30年產(chǎn)生的有關(guān)神經(jīng)科學(xué)的知識，大概是上世紀80年代以前的46倍。在微觀上，我們對腦和神經(jīng)系統(tǒng)的研究深入到了細胞和分子水平，對神經(jīng)信號的發(fā)生和傳遞的規(guī)律，對與此有緊密關(guān)聯(lián)的離子通道的結(jié)構(gòu)、功能及運轉(zhuǎn)方式，已有相當深入的了解;對困擾人們已久的若干腦及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的病因和發(fā)病機制，也有了相當?shù)闹R積累。?
????? 從宏觀來看，腦科學(xué)發(fā)展速度的加快，一個重要因素是大量新技術(shù)的涌入。如無創(chuàng)傷腦功能檢測和分析技術(shù)的發(fā)展，為腦的高級功能和腦不同區(qū)域神經(jīng)細胞協(xié)同活動的相關(guān)核心問題，提供了重要的信息。?
????? 在上述兩方面研究的互相影響和促進下，腦科學(xué)的各重要分支涌現(xiàn)出了大量成果。其中一項令人矚目的進展是，去年7月，美國華盛頓大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家們，根據(jù)大腦皮層的結(jié)構(gòu)、功能和區(qū)域間連接的情況，將大腦的兩個半球分成了180個特定的區(qū)域，提供了一幅更精確的大腦地圖。其中有超過一半的區(qū)域是首次被查明并記錄的。如果把大腦比喻成地球，這些大腦區(qū)域有點像是一個個國家，不僅有清晰的國境線，也各有特點。?
????? 在這些成果的基礎(chǔ)上，我們可以期待，對腦的工作原理將會有更深入的了解。對腦重大疾患　(如老年性癡呆、帕金森病、精神分裂癥、抑郁癥、藥物成癮、中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷等)　的病因、發(fā)病機制，會有更清楚的認識。在此基礎(chǔ)上，我們可以做出早期診斷，并開發(fā)出更有效的治療手段。?
????? 腦科學(xué)和類腦研究項目實施可使我國腦科學(xué)研究實現(xiàn)可持續(xù)、跨越式發(fā)展?
????? 在以上幾方面的研究中，中國神經(jīng)科學(xué)家無疑大有可為。在過去20年中，在各類科技項目的支持下，我國腦科學(xué)的許多分支取得了可喜的進展。?
????? 以我所在的復(fù)旦大學(xué)腦科學(xué)研究院/醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)國家重點實驗室為例，長期以來，我們在腦科學(xué)的基礎(chǔ)和臨床方面卓有成績，近年來又特別強調(diào)腦科學(xué)基礎(chǔ)、臨床研究的緊密結(jié)合。我們將與全國同行一起，致力于把腦科學(xué)研究院建成為一個匯聚多個領(lǐng)域?qū)W者的研究平臺。?
????? 此外，復(fù)旦2015年新建的“類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院”也在迅速崛起。?
????? 腦科學(xué)的進展令人印象深刻，但我們清醒地意識到，還存在認識上的“巨大的鴻溝”?！傍櫆稀敝皇牵壳暗难芯恳词菍Ｗ⒂趩蝹€神經(jīng)細胞或少數(shù)細胞組成神經(jīng)環(huán)路　(微觀)，要么是應(yīng)用活體成像技術(shù)，對一大群細胞進行總體活動分析　(宏觀)。對在宏觀與微觀層面之間的介觀層面的認識，還十分匱乏。?
????? 實際上，腦實施高級功能　(如感知、認知、思維)　涉及的，是少則數(shù)千、多則上百萬的神經(jīng)元集群。這些群體中每個細胞產(chǎn)生的電信號就像一個個“音符”不斷地跳躍，而群體中所有神經(jīng)元產(chǎn)生的各種“音符”和諧、有規(guī)律的此起彼伏，便形成一首恢宏的交響曲———這正是腦實施各種功能的基礎(chǔ)。?
????? 因此，科學(xué)家們將努力開發(fā)新技術(shù)，來標記大范圍神經(jīng)環(huán)路的各神經(jīng)元，并對大群神經(jīng)元各單元活動進行同步檢測。這些技術(shù)將使科學(xué)家能探索大范圍的神經(jīng)元集群的功能狀態(tài)及動態(tài)變化，并與行為的分析相關(guān)起來，逐漸從對動物模型的研究推進到對人的研究，從而在揭示大腦奧秘的征程中跨越溝壑，走得更遠。?
????? 應(yīng)該說，這是一項十分艱巨的任務(wù)，它的艱巨性不僅在于腦的復(fù)雜性，還在于腦是一個動態(tài)變化的系統(tǒng)。這需要多學(xué)科專家的協(xié)同努力。?
????? 腦科學(xué)與信息科學(xué)、計算科學(xué)及其它工程科學(xué)之間的互動，推動人工智能發(fā)展