“脑计划”:我知道你下一秒想什么
时间:2017-12-07

  “脑计划”:我知道下一秒你想要什么 - 新闻 - 科学网

  你怎么看待下一个:是抱怨节后综合症还是头痛?情人节晚餐的地方;准备好一个有爱心或邪恶的想法?最先进的设备也很难预测。从今年开始,科学家们将试图解决这个难题。

  一项名为大脑研究项目的科学计划正在加速推动创新型神经科学。美国总统奥巴马去年4月提出的研究项目,绘制人类大脑活动和了解人脑功能的宏伟蓝图,宣读人们的思维活动,发现脑部疾病。

  它并不是唯一一个正在关注大脑的美国。 2013年初,欧盟委员会宣布,以脑为基础的工程将成为未来十年欧盟旗舰新兴技术项目。

  “纽约时报”称,奥巴马政府酝酿的雄心勃勃的计划与人类基因组计划相媲美。但美国国立卫生研究院大脑计划研究委员会共同主席威廉·纽森告诉中国青年报记者,脑计划比基因计划复杂得多,与后者相比,大脑计划具有更深的科学意义。

  我们可以探索几光年之外的星系,但我们对耳朵之间的大脑知之甚少

  描述人类的大脑?听起来很容易,但正如奥巴马在新闻发布会上所说的,我们可以在几年的光照之后探索星系,但对两耳之间的三磅大脑却知之甚少。

  这个看起来微不足道的脑袋,大脑中有大约100亿个神经元,相互交流形成100万亿个突触,比整个银河系的星星还多。在大脑的前面,人类的脑子像是看着星星的孩子,一位神经科学家无奈地说:我们不了解任何一个大脑单体的工作机制,甚至只有302个神经元的昆虫,我们也无法理解它的神经系统。

  即使是当今最先进的科学和技术,也只能记录单个神经元或一小组神经元的信息。用哥伦比亚大学神经科学家拉斐尔·乌斯特(Rafael Ust)的话来说,就像你在看电影,但电视屏幕只有一个像素。

  也许如此,2011年,尤思特和哈佛大学分子遗传学家乔治·丘奇(George Church)提出开发一种新技术来跟踪人类大脑的功能连通性,并最终测量单个神经元活动的水平,Uproar。

  美国神经生物学家马库斯·梅斯特(Marcus Meester)指出,大脑计划是一个计划不周,甚至是一个错误的想法,一个科幻小说的工作。

  事实上,在目前的科学水平上,大脑计划听起来像是幻想。但是,乌斯提出的建议仍然引起了科学家们的极大热情,年底,科维达基金会科学工程组与美国国立卫生研究院,国防部高级研究计划局,白宫科学院等举行了一系列会议。技术政策办公室推动这个计划。你网站承认,这是他的大脑活动地图,最终演变成一个大脑计划。

  脑计划项目由奥巴马总统亲自主持。纽森告诉中国青年报,白宫科技政策办公室每年都会向总统提出一些脑科学研究领域的研究成果。

  美国国会批准了2014财年的大脑项目1.1亿美元计划。国立卫生研究院已经为此专门发布了一个指导方针。计划在三年时间内将重点放在六个方面,开发观察脑神经元的新技术和新方法。

  然而,正如大家所知道的那样,“一个大胖子,却不知道该走到哪里,Newsom坦言:Gene计划有一个明确的计划,就是要描绘出人类基因组,大脑计划没有明确的计划。是要了解大脑是如何工作的,但很难描绘具体的任务。

  我们已经为这个飞跃做好了准备,不过现在还不清楚这个飞跃是什么

  正是这样一个科学研究项目,听起来不可靠,却耗费巨资,几乎让世界各地的神经科学研究者头脑发呆。大脑计划提出后一个月,一大群神经科学家,物理学家和工程师聚集在弗吉尼亚州的一个小镇阿灵顿。

  在4月份的声明中,奥巴马并没有指出一些关键的细节,如计划的具体目标和实施计划,因此,第一个关于该计划的重大辩论吸引了来自神经科学领域的大量研究人员在美国国家科学基金会和加利福尼亚州奥克斯纳德的卡夫利基金会,5月6日。

  整个酒店舞厅充满了兴奋,希望,焦虑和紧张。哈佛医学院神经生物学家万维典和研讨会主办方在接受“自然”杂志采访时承认,研讨会非常混乱。

  即使没有人知道这个大事件到底是什么,人们仍然不敢错过下一个神经科学的重大事件。温德说:大家的信念是,我们随时欢迎这个飞跃,至于这是什么样的飞跃,什么方向发展,还在争论中。

  其他人将“大脑计划”描述为劳斯莱斯测试:对于一个不确定的事情,每个研究人员都被邀请陈述自己的不确定性的希望和感觉。

  直到去年9月,脑计划最终划定了九个研究领域。每个领域都有一个复杂的名称:统计脑细胞类型,建立脑结构图,开发大型神经网络记录技术,开发神经回路操作工具,了解神经细胞与个体之间的关系行为,神经的科学实验和理论,模型,统计等,描述人类脑部成像的机制,建立科学的研究机制和知识传播培训,收集人体数据。

  如果你用不同的方式来表达这些模糊的科学术语,你可能会理解这个项目的意义。纽通向中国青年报透露,在今年6月份提交的一份研究报告中,大脑计划被制定为短期,中期和长期计划。其中,未来7-12年的长远计划,科学家主要是了解每一类脑细胞及其内在联系。

  没有人知道目前有多少种脑细胞存在。纽森说,研究是至关重要的,就像你制造或组装机器一样,你必须首先了解每个部分的结构。在此基础上,我们将努力发展一种控制大脑活动的机制和整个大脑连接图。

  这不像解剖大脑或制作大脑扫描仪那么简单。科学家们需要采取一步一步的行动:五年后,几乎所有的大脑活动监测线虫,它有302个神经细胞和大约7000个神经节点在脑中; 10年后,它有大约13万个神经元果蝇的整个脑图的阴谋; 15年后观察斑马鱼大脑活动,或在一些活动区域小鼠大脑皮层。

  “纽约时报”甚至乐观地预测,科学家可以在未来10年内建立一个全面的人类大脑活动图。

  2014年,科学家们不可能完全吸取和模拟整个人类的大脑,但是这些事情今年开始走下坡路

  虽然耗时10年,花费30多亿美元,但奥巴马认为,高投入是值得的。在人类基因图谱的研究中,每投入1美元就得到140美元的回报。以此为例,他认为大脑计划将给美国带来巨大的回报。

  科学家们分析说,一旦研究成功,该计划将对阿尔茨海默氏症和帕金森病等疾病有更好的了解,同时也有望为各种精神疾病带来新的治疗方法。

  据报道,医学研究已发现500多种脑部疾病,从偏头痛到精神分裂症和痴呆症。在欧洲,大约三分之一的人口患有与脑相关的疾病,这几乎影响到所有的欧洲家庭。近年来,为此目的的医疗费用高达每年8000亿欧元。随着社会老龄化的不断深入,一些人会上升。

  另外,绘制人脑地图可能会导致人工智能的重大突破。所有这些都将极大地促进经济发展,提高人类的认知水平。

  然而,疑问的声音来自世界各地。欧洲分子生物学组织科学家Detlew Weigel首次表示:推出这样一个价值数十亿美元的大脑计划实在太不小心了吗? NIH只是想证明它有更多的钱吗?

  其实,很多欧洲国家也在准备研究大脑。在英国切斯利会议上,距离白宫约6000英里的会议上,一些神经科学家和纳米科学家展望了神经科学研究的未来,有朝一日能够同时记录数千甚至数百万神经元的电脉冲。

  去年年初,欧盟委员会宣布,以脑为基础的工程将成为未来十年欧盟旗舰新兴技术项目。为此目的,将建立一个特别的研究项目,在未来10年将投资10亿欧元。

  然而,欧盟的人脑和脑计划有很大的差别,纽森告诉中国青年报记者:两者最大的区别在于不同的目标,以前的方法是用已知的信息来描述脑他们的目的是通过电脑模拟人脑,美国人也认为他们需要更多的数据,比如脑细胞的类型和它们之间的相互关系。

  将大脑活动放入计算机还需要更多的数据支持还为时尚早。 Newsom似乎显得有点不屑,但欧洲的做法是一步一步来。

  他认为,这两个大脑计划也是相辅相成的:如果美国发现可以支持计算机模拟欧洲大脑计划的新数据,英国在模拟过程中发现的新数据可以给美国一些启示。

  根据美国科普网站的数据,2014年的科学家无法完整地绘制和模拟整个人类的大脑,但2014年是所有这些事情都走上正轨的一年。

  在太平洋与美国分离的中国似乎也故意推出了一个大脑计划。根据2013年中国科学院发表的题为“2020年科技发展的新动向和战略选择”的研究,脑科学是最后一个科学堡垒和最终前沿。

  香港大学脑与认知科学国家重点实验室主任谭立海率领由世界各国学者组成的研究小组参加973计划,一直从事中国脑功能研究。他在接受媒体采访时说:如果中国能够启动一个大脑计划,那也是一件好事。

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