中国脑计划刚启动就被《Science》盯上，相关仪器技术的突破走在了前面！

9月16日，一则重磅消息出现在科技部网站，科技创新2030“脑科学与类脑研究”重大项目2021年度项目申报指南的通知正式发布，涉及59个研究领域和方向，国家拨款经费预计超过31.48亿元人民币（首年），这标志着酝酿多年的中国脑计划项目正式启动了。

这件事情得到了来自海内外有关各界的高度关注。毕竟，在当前的经济大环境下，国家依然在脑科学项目上砸下重金，加快追赶美欧日的步伐，让人有理由推测这又是一个国家战略级的项目。

那么，以美国为首的西方为啥率先提出要搞脑科学呢？

如果说曼哈顿计划、阿波罗登月计划和人类基因组计划是划时代的三大科学工程，它们给整个人类社会带来了深远影响的话，人类大脑计划则被很多人认为是人类基因组计划之后最宏大的研究项目。理解大脑的运转机制，是人类与科学面临的最伟大的挑战之一。

宇宙中最超凡的东西，也许就在我们每个人的头颅里面。哪怕你上天入地，说不定都找不到任何东西比你两耳间这大约两斤半软乎乎如豆腐般的东西更神奇、更复杂、功能更强劲的了。

目前已经启动“脑计划”的国家包括美国、欧盟、日本等。此外，韩国、澳大利亚、加拿大、以色列等国也都分别提出了各自的脑科学研究计划，并基本以10年为研究周期投入巨额经费。

这些计划可以说是殊途同归，根本目的是解决目前神经科学所面临的海量数据问题（注：据估算，一个人脑的数据量相当于约20万部4K高清电影），从基因到行为各个水平加深人类对大脑的理解，达到“认识脑（阐明脑功能）、保护脑（征服脑疾患）和创造脑（开发脑型计算机）”的目标。

当然，可能还有一些无法摆上桌面的原因，譬如发展所谓的大脑控制武器，即脑控武器。

脑控武器，绰号“僵尸枪”。这种武器据说相当科幻，公开途径关于它具体运作原理的信息也十分有限。

来源网络

目前公开的一些资料显示，在制造这种武器前，需要先用超级电脑对数据库中的成千上万个脑电波样本进行分析，以得到心理特征和脑电波形状的对应关系。

接着，研发人员要在另一台电脑中存储这些“情绪信号串”，并利用无线电向人体发射这些“有生命的信号”，从而扰乱攻击目标的中枢神经系统，影响目标的情绪或行为，甚至使目标完全变成受控于他人的“僵尸人”。

1991年海湾战争时期，美军在实战中就使用了部分精神控制功能，影响了伊军士兵作战情绪，甚至胃肠道功能。

9月20日，全球最权威的学术期刊之一，美国的《科学》杂志专门为中国脑计划项目的启动刊发了一篇评论文章。以下译文中的观点仅供读者参考，本号不持任何立场，部分细节译者有补充。

经过5年的筹划和辩论，中国终于启动了其对神经科学雄心勃勃的科研投入，即中国脑计划（CBP）。根据目前的5年计划，预算约为50亿元人民币（7.46亿美元），此外，CBP 在未来计划中还可能会获得额外资金。投入力度与美国处于同一水平。

2013年4月2日，美国时任总统奥巴马宣布启动“创新性神经技术大脑研究”计划（Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies, BRAIN ），被称为美国的脑计划。截至到2021年，该计划投入资金24亿美元。

而欧盟在2013年推出了由15个欧洲国家参与、预期10年的“人类脑计划”，到2023年的10年内预算为6.07亿欧元（5.85 亿美元）。

作为中国脑计划的推动者之一，中国科学院神经科学研究所（ION）原所长蒲慕明院士表示，CBP“确实在进行中”。

中国科学院院士蒲慕明，来源网络

蒲慕明在美国学习和工作 40 年，其中包括在加州大学伯克利分校的十年，于2009年全职回国。

与中国同行合作的麻省理工学院神经科学家罗伯特·德西蒙（Robert Desimone）表示，该项目的细节仍然不明朗。但中国的研究人员“似乎正在发挥自己的优势，这很棒”。

CBP重点关注三大领域：认知功能的神经基础、脑部疾病的诊断和治疗以及类脑计算。

注：国内表述为“一体两翼”的布局，即以研究脑认知的神经原理为“主体”，研发脑重大疾病诊治新手段和脑机智能新技术为“两翼”。

猴子研究将在这一研究项目中发挥关键作用，由于在中国鲜见那些动物权利激进主义分子，这有助于吸引海外人才。

实验室里的猴子，来源网络

杜克大学中国科学政策专家丹尼斯·西蒙（Denis Simon）表示，神经科学最初被确定为中国“十三五”计划中的优先事项，但很快就成为“一个极具争议的项目”。

“关于如何选择项目、确定优先级和分配资金等问题进行了激烈的争辩和讨论，”

审议一直拖到脑科学再次被指定为“十四五”计划的优先领域，该计划于2021年3月通过。蒲慕明说，CBP的资金最终在2021年12月开始拨付。

但不同的声音仍然会不时响起。

项目资金将由蒲慕明任总召集人的一个专家组织委员会选出的11个指定中心和约50个研究小组共享。首都医科大学校长、神经生物学家饶毅告诉《科学》杂志，所有入选的11个研究所都有代表参加这个委员会，这造成了利益冲突。

饶毅在1月23日的社交媒体帖子中写道：“每个人都倾向于不反对别人提出的目标项目，这样，他们支持的项目也能顺利获得通过。”

不过，蒲慕明本人拒绝对饶的批评发表评论。《科学》还曾向其他几位中国神经科学家发出过电子邮件，了解他们对于CBP的看法，但未得到回复。

谁将是该计划的最大受益者还很难确定。《科学》杂志找不到任何有关指定中心或资助接受者的官方公告，蒲慕明也拒绝提供此类数字。致电中国科技部寻求相关信息也未有结果。

不过，德西蒙表示，很明显CBP专注于灵长类动物的治疗和基本工作，与欧盟和美国的计划相辅相成。2013年宣布的BRAIN科学计划更侧重于工具和技术。欧洲的人类脑计划也于2013年启动，旨在建立人脑的计算机模型，尽管在该目标被批评为不切实际后，欧洲拓宽了其研究目标。

CBP计划扩大的一项中国实力是成像技术。由海南大学校长骆清铭院士领导的一个小组改进并自动化了一种名为荧光显微光学切片断层成像（fMOST）技术。

该技术采用了“边切片边成像”的策略。在成像时，金刚石刀片将经树脂包埋的小鼠脑子逐次切成厚度为1微米的条状组织薄片，随后由光学显微镜对切好的薄片进行成像。计算机再将这些数据重建为神经元及它们之间连接的3D视图。

利用fmost技术得到的神经元输入的可视化分布图，来源相关文献

美国艾伦脑科学研究所执行官曾红葵表示，fMOST“为理解和识别小鼠大脑中的不同细胞类型提供了基础数据集。”该研究所目前正在与美国BRAIN科学计划进行合作。

译者补：类似仪器技术方面的重大突破还包括：清华大学戴琼海院士团队研制出的新型超宽视场高分辨率实时显微成像仪器；北京大学陈良怡团队开发的高速高分辨微型双光子显微镜等。

现在，骆的团队计划对比鼠脑大200倍的猕猴大脑做同样的事情，目的是绘制一个“中间尺度连接组”——这有点类似于一张电路图。

注：人脑连接组可分为3个空间尺度，即微尺度|神经元水平（microscale）、中间尺度|神经元集群（mesoscale）和大尺度|大脑脑区（macroscale）。

BRAIN科学计划的负责人、美国国立卫生研究院的John Ngai表示，这项工作将补充BRAIN计划中的新的脑图谱项目。他和蒲慕明正在讨论合作。

不久前，BRAIN科学计划宣布启动“细胞图谱网络项目”，目标是绘制世界上最全面的人类大脑细胞图谱，该项目将获得5年内5亿美元的资助。据说这是一项堪比当年人类基因组计划的工作。

中国已经在CBP的另一个重点领域，即猴子疾病模型的开发上处于领先地位。

蒲慕明的团队在2019年上了头条新闻，他们将克隆与基因编辑相结合，克隆出五只基因相同的猕猴，且通过基因编辑使它们缺失调节生物钟的关键基因。

此次克隆实验被证明效率不高；研究小组使用了325个经基因编辑的胚胎和65个代孕雌性动物来创造这五只动物。

但基因缺失确实产生了巨大的影响：这些动物表现出睡眠障碍、焦虑增加和抑郁情绪。

蒲慕明的研究小组还使用基因编辑技术培育出易患阿尔茨海默氏病的猴子。

来源网络

斯坦福大学神经科学家亚伦·吉特勒（Aaron Gitler）说，其他ION的研究人员正在猴子身上开发破坏基因的技术以诱发肌萎缩侧索硬化（ALS）症状，他本人也研究ALS，在过去的一年里，利用公休假他一直在ION。

注：肌萎缩侧索硬化是一种病因未明、主要累及大脑皮质、脑干和脊髓运动神经元的神经系统变性疾病。一般中老年发病，生存期通常3～5年。

蒲慕明打算分享其团队的动物模型。但由于主要航空公司不再将非人灵长类动物作为货物运输，感兴趣的研究人员就不得不亲身前往位于上海松江的国际灵长类动物大脑研究中心，该中心得到上海市和中科院的资助，不属于CBP。

国际灵长类动物大脑研究中心由蒲慕明和神经科学家尼克劳斯·罗戈塞提斯（Nikos Logothetis）共同领导，在过去的两年里，在后者的实验室被动物权利活动人士盯上后，他把他的大部分团队从位于德国图宾根的马克斯普朗克生物控制论研究所转移了出来。

拒绝了采访请求的罗戈塞提斯在中国不太可能遇到类似的问题。格里菲斯大学Nathan校区的动物法和福利专家黛博拉·曹（Deborah Cao）说，“虽然程度不高，但人们对用于研究的动物还是有一些担忧，不过没有动物权利组织关注这一领域。”

中国科学院深圳先进技术研究院的神经科学家戴辑表示，尽管如此，中国研究人员仍在努力取代、减少和改进“动物实验”。他说，即使在中国，对待动物的政策也越来越严格。

目前，中国正在其研究中心增加非人灵长类动物的数量。据昆明动物研究所的遗传学家宿兵介绍，该所即将建成一个能容纳5000只猴子的新设施，这将是中国最大的。

蒲慕明说，中科院在上海的研究所已经有1000多只动物，这个数字还可能会翻两、三倍。他又补充说，海南的一个猴子繁殖和研究中心十年后也许能容纳20,000只猴子。

非人灵长类种质资源与模型研发中心项目在三亚开工，来源网络 相比之下，美国的七个国家灵长类动物研究中心拥有18,000到20,000只非人灵长类动物。

此外，CBP可能还面临其他挑战。

由于严格的新冠动态清零政策，中国实施了严厉的控制措施；上海，中国顶级的研究城市之一，在今年4月和5月一直施行“全域静态管理”。吉特勒说，这样的限制导致“外籍人士逃离中国”。“我们将看到这将如何影响慕明和其他人招募人才的能力。”

另一个问题是，中国和西方之间的政治摩擦是否会削弱合作。德西蒙认为目前对生命科学合作的影响不大。但他同时表示，“我没有占卜未来国际紧张局势的水晶球。”