面向世界科技前沿,面向國家重大需求,面向國民經濟主戰場,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

首頁 > 訪談·視點

王小理韓雪薛淮:美國如何發展腦科技

2019-11-13 學習時報
【字體:

語音播報

  大腦是理解自然和人類本身的“終極疆域”,腦科技是科研領域“皇冠上的明珠”。相比歐洲“人類腦計劃”的遲緩,美國“推進創新神經技術腦研究計劃”(BRAIN)進展頗為迅速。美國BRAIN 2.0工作組于2019年6月提交《BRAIN計劃2.0》新路線圖,對其5年前提出的《腦2025:科學愿景》實施情況和未來發展進行再梳理,低調展示美國以腦科技競逐大國未來的雄心。

  將腦科技置于科技創新體系核心地位

  美國政府將腦科技置于科技創新體系核心地位,這種地位出于客觀原因和主觀意圖,并與美國獨特的科技研發體制機制、投入框架、系列科技戰略倡議等因素相結合,被層層包裹而變得隱晦起來。判定腦科技在美國國家科技創新體系中的戰略地位,需要觀其形、窺其意、溯其源。

  奧巴馬政府在2013年推出為期10年、國家“推進創新神經技術腦研究計劃”時,明確宣稱“這項計劃將讓科學達到一個自從太空競賽以來從未見過的高度”,大幅提升腦科技在國家科技戰略體系中的地位。從組織實施看,與美國1993年版“人類腦計劃”無疾而終相比,新版計劃已經比較務實落地;國家科技戰略協調機構——國家科技理事會相關工作組居中協調,有國家衛生研究院、國家科學基金會、國防部高級研究計劃局、食品與藥品監督管理局、情報高級研究計劃局、能源部、國務院等政府機構以及社會組織、私營機構等廣泛參與,協調各方積極性,集中力量辦大事。

  BRAIN計劃被譽為媲美跨世紀的全球性“人類基因組計劃”,隱隱超越曾宣布的美國國家癌癥登月計劃、精準醫療計劃、微生物組計劃以及引而不發的工程生物學(合成生物學)計劃。特朗普政府雖然對前任政府的全球氣候變化、清潔能源、地球觀測、信息技術與高性能計算、海洋與北極問題等國家級科技戰略計劃持半信半疑甚至部分否定態度,但對腦科技在美國科技戰略體系中的地位“悠然心會”,將其視為贏得大國戰略競爭的關鍵。

  BRAIN計劃年度投資大約在4—6億美元左右,為期10年,從體量上看似乎并不大。然而,如果結合以下三點就更容易理解其戰略內涵。首先,美國國家衛生研究院已經有年度超過40億美元預算的腦疾病防控導向戰略性投資,新計劃是在此基礎上多個政府部門的科研經費增量,即便是財大氣粗的美國,這筆經費預算也來之不易。其次,有充分的前車之鑒。作為跨部委的國家戰略,每年大約2—4億美元的預算與美國科技政策運作體系有關。正如“DNA之父”詹姆斯·沃森在論證“人類基因組計劃”時強調,“在年度預算評審過程中,所報預算太多的話很容易就會成為非議靶標;但如果預算太少的話又什么都做不了”。再次,針對部分新興戰略科技領域,“小型化”的國家級科技計劃能夠針對國家戰略方向進行精準布局,引導社會力量關注,又避免了投資規模巨大的大型科技計劃倉促上馬、浪費創新資源,具有更加高效的政策實施效果。顯然,如果離開美國科技體制的話,單純以投資體量作為衡量戰略科技計劃的標準,就會錯誤理解其作為頂級戰略科技計劃的真實內涵。

  發展腦科技的時機把握

  神經科學正成為最前沿科技領域。當前,信息、計算機、納米、先進制造、量子科學等眾多學科與神經科學之間的交匯貫通日益緊密,技術的進步正在深刻改變著對大腦活動規律及其本質的認識,神經科學和類腦人工智能已經處于大變革時期。對美國而言,誰能率先問鼎腦科學這一高峰,誰就更有望在引領未來發展上獨領風騷。

  幾十年來,美國科技界發展腦科學積累雄厚。1962年,美國麻省理工學院率先創建了“神經科學研究規劃”這一跨學科、跨校、跨國的組織;1969年,美國率先成立神經科學學會,目前會員數已經達到4萬多人,是生物科學方面最大的學會。1989年,美國國會通過立法把20世紀的最后10年命名為“腦的10年”。自2004年延續至今的美國“神經科學研究藍圖”為跨學科、跨機構國家戰略實施打下了堅實的組織基礎。粗略統計,20世紀以來,百年諾貝爾獎有20多次頒發給神經科學領域相關研究,美國科學家獲獎數量占50%。

  美國高端科技智庫堅持戰略前瞻、持續性凝視未來,積極建言獻策。美國國家工程院將“人腦的逆向工程”列為21世紀人類面臨的14大科技難題之一;防務智庫波托馬克政策研究所、美國國家科學院等發布《神經技術未來研究:21世紀引領經濟革命的神經科學和技術發展路線圖》《新興認知神經科學及相關技術》報告等,思慮未來技術發展路徑、展望未來20年神經科學發展與關系國家安全重大問題。由此可見,在新技術蓬勃發展、新概念層出不窮的21世紀,美國科技界和智庫界始終牢牢把握這一領域。

  發展腦科技的具體途徑

  謀求近期內實現腦技術率先整體性突破。未來5年,在承認當前腦科學最大的瓶頸是技術瓶頸、腦健康需求短期內難以滿足的前提下,面向國家和社會公眾對公共健康重大需求、在維持腦疾病和腦健康戰略基礎性投資上,繼續將研發重心和中心放在“推進創新神經技術腦研究計劃”上。試圖通過美國的尖端生物科技儀器設備研發工程制造能力和學科綜合交叉優勢,推進腦科學與生物學工具、方法論的創新,例如神經活動監測、調控和建模、預測等新方法、新設備,鞏固美國引領全球生物科技創新的龍頭地位。

  力圖中期內實現科技變革和軍事國防、經濟社會領域的次序性轉化。未來10—15年,通過工具方法和理論的轉化應用,在腦科學新型理論框架、計算神經科學、重大神經系統疾病發生等方向實現原創性理論創新,在“理解我們自己的本質以及我們如何認識世界”方面實現觀念性創新,深度推動納米—生物—信息—認知的交叉融合,迎來疾風暴雨的腦科學革命;筑牢美國在護腦強腦、腦機協同、腦控與控腦等軍事腦科學領域的技術霸主地位;發展美國以腦科技為代表的第二代生物科技創業與產業模式,修正甚至顛覆第一代生物科技產業模式,掌握“腦科技霸權”和產業霸權。同時,促進神經計算、仿真記憶存儲、智能服務等新技術、新經濟的快速發展和軍民轉化應用,使其成為新的新經濟增長點。

  主導場景應用,奠定未來20—30年智能社會和超智能社會發展的知識基礎。腦科學的基礎性學科地位,決定未來關于腦科技的發展必將影響對人類—機器互作行為的判斷,決定對人類—機器關系的基本走向,并從意識和思想源頭上影響著人類生產方式、生活方式、學習和思維方式、對抗方式,對經濟、社會、教育、國防安全,對未來智能社會及超智能社會的方方面面造成可以預測和難以預測的深刻影響。一旦腦科學思想光芒照進人文社會科學和復雜系統領域,解決當前人類社會面臨的全球性問題必將存在新興機遇。

  率先實現第一輪的重大技術突破并進行第二輪的前瞻布局。無論特朗普是否有下一任任期,美國有望在2025年左右順利實現國家腦計劃預期目標,并率先取得重大科技突破,在美國、歐洲、東亞(中國、日本、韓國)三級之間形成技術隆起。在此基礎上且很有可能2025年之前,美國決策層將考慮進一步加大腦技術變革研發投資力度和增量,加強應用轉化力度,突破美國科技政治現實的桎梏,將“小而精”的BRAIN計劃發展為類似曼哈頓計劃的“高大上”腦計劃,在規劃、建制、研發重點上進行重大調整,薈萃一批批的腦科學明星。

  將加強戰略科技掃描、戰略咨詢和戰略評估,提高新興科技治理能力。基于順利推進BRAIN 2.0目的,美國將會充分調動其既有的資源和機制,加強戰略科技掃描和技術預判,向決策層強調來自其他國家的科技競爭乃至科技威脅;基于其體系協同需求,將通過美國總統科學技術咨詢委員會、美國科學院等戰略咨詢機制,加強既有科技計劃、重大科技項目研發和應用中的目標協同、過程優化,以及重大倫理法律社會問題評估;在國際上,將美國等牽頭發起的國際腦計劃(IBI)等進一步包裝、推廣,主導國際發展態勢。

  值得注意的是,美國可對全球人才競爭模式進行釜底抽薪。美國對腦科學應用在人才培養選拔、使用上已經初露端倪。美國曾因其能源獨立帶來全球安全變局,這種情形也可能發生在隨腦科學變革帶來的科技獨立和人才獨立上:而美國未來的科技獨立、人才獨立,或將導致美國對全球人才競爭格局進行總體戰略調整,全球政治經濟秩序走向或許增加重大變數。

  (作者單位:中國神經科學學會,中科院學部工作局)

打印 責任編輯:侯茜
  • 任玉嶺 | 現代化能力建設重在以人為中心
  • 王效科劉魏魏逯非 | 影響森林固碳的因素

掃一掃在手機打開當前頁

© 1996 - 中國科學院 版權所有 京ICP備05002857號 京公網安備110402500047號

地址:北京市三里河路52號 郵編:100864

電話: 86 10 68597114(總機) 86 10 68597289(值班室)

編輯部郵箱:[email protected]

  • 3d玩法技巧