2015年9月1日第三次修订版
孙作东
脑科学,被发达国家视为人类的最后的科学尖端,科研领域“皇冠上的明珠”。脑疾病,特别是阿尔茨海默病、帕金森症等神经元退行性变疾病的治疗又是脑科学中的“重中之重”。各国因此相继制定了脑科学计划,如欧盟的计划主要是模拟脑,美国的计划主要是绘制脑图谱,日本与德国的战略重点则是机器人和数字化。纵览欧美日德等国家的脑科学计划,目前基本让开了“脑疾病的治疗”,这也让人担心“脑科学”这颗熠熠生辉的“皇冠上的明珠”有被发达国家演变成“皇帝的新衣”的可能。中国脑科学计划,正在酝酿中,而中国应用物理手段在治疗神经元退行性变疾病方面已领先于世界,这既应是制定中国脑科学计划的基础,也应是我们的“特色”与“优势”之所在。
一、脑科学
宇宙有多大,脑就有多大。面对脑的未知领域,所谓的“脑科学家”与“外行人”之间,是“五十步”和“一百步”的关系。人类最大的难题莫过于认识自己。
“脑的十年”计划。美国总统布什签署了一份文件,将20世纪的最后十年(1990-1999)命名为“脑的十年”,确定的任务是:研究神经遗传学、神经功能的恢复、记忆减退及记忆障碍等,重点保护脑、防治脑疾病,旨在提高对大脑的理解,期望在预防和治疗神经系统疾病如帕金森病(PD)、AD、抑郁症、精神分裂症等方面获得实质性突破。这个计划没有实质性的投入,更多地体现在了对脑研究意义的宣传和伦理、哲学的讨论上,但推动了全美乃至全世界对脑及脑研究的重视。
欧盟脑计划。欧盟委员会2013年春颁布实施这一计划,十年内将给予10亿欧元的资金支持,目标是开发一套大脑计算机模型。但这个计划却引起了争议,原因是计划的第二阶段不再资助脑认知领域的研究而遭受到这一领域科学家们的联合抵制。这一争议在2014年5月末达到了高潮,该计划的领导人明确表示,计划未来阶段将不再包含脑科学认知研究。此时,在中国,首台阿尔茨海默治疗仪向世界宣布诞生。
新“美国脑计划”。继欧盟后的2013年4月7日,美国正式公布这项计划,计划全称为“尖端创新神经技术脑研究(BRAIN)”,目标是绘制脑活动全图。奥巴马当天在白宫宣布计划时警告与会科学家,这项计划能够创造就业机会,并可能改善全球数十亿人的生活。他还警告美国不要错过良机,否则下一个能够创造就业机会的新发现就可能出现在中国、印度或德国。奥巴马“将下一个能够创造就业机会的新发现的国家”首先指向了中国而非其他国家,参与“美国脑计划”的美国国防部高级研究项目局也宣布,将在未来5年投资7000万美元,支持治疗神经系统疾病与记忆丧失的医疗设备开发研究。白宫官员也鼓励科学家们大胆地提出“更为远大的目标”,因为从果蝇、老鼠、狗再到人的研究过程实在是太漫长了,现有的脑病患者已失去了等待的耐心。于是,美国脑科学计划加入了“对人脑研究与基础动物模型同步进行”的内容,该项目扩展到了对脑部疾病干预可能性的研究。事实上,美国脑计划实施已提速,试图“抢占”脑科学制高点!
中国脑计划。正在酝酿中,但从媒体报导中获悉最大的可能是“一体两翼”,即以研究脑为主体,两翼分别是保护脑和模拟脑。中国应用经颅磁电刺激技术在防治脑疾病特别是神经元退行性变疾病方面已领先于世界,这既应是制定中国脑科学计划的基础,也是我们的“优势”之所在。中国脑科学计划至今“议而未决”,可解读为是一种负责任的谨慎态度,是值得肯定的。蒲慕明院士曾强调脑科学很重要的是在介观层面上去了解脑的机制。介观,介于微观与宏观之间。中国脑计划集纳了中科院9个研究单位共有23个研究团队参加,这是个庞大的脑科学国家代表队。与之相比,美国脑计划则有明显不同,非官方脑科学研究机构如艾伦脑科学研究所等也被纳入了美国脑计划研究团队。美国华裔科学家蒋继平在《中国科技界何时能走出院校垄断困境?》一文中也特别提到,“院校是指国家直接经营管理的研究院所和各类大学。在西方国家,尤其是美国和欧洲,科技研发和创新的主要实力是在私人企业”。
日本与德国“脑科技”的战略重点则是机器人和数字化。我们说的“类脑智能”应与其基本相似,将其划归脑科学范畴比较牵强,应是脑科学的应用延伸。北京大学饶毅教授将“人工智能”称为“比较伟大的伪智能”。
欧盟脑计划,用计算机模拟人类大脑,依赖的还是尚处于并不完备也不准确的脑科学理论知识,现有的技术水平还不足以追踪人类的思想,如空中楼阁。“在人类基因图谱的绘制上,我们每投入1美元就给我们的经济带来140美元的回报。科学家们正在描绘人类的大脑以求解开关于老年痴呆症的疑问”,美国总统奥巴马表达了探索人类大脑的意愿,“现在不是放弃这些在科学创新领域投资的时候,现在是让科学达到一个自从太空竞赛以来从未见过之高度的时候。”从奥巴马的表述中,让人感觉美国脑计划像是在做生意,更像是在豪赌,对正处于痛苦煎熬中的脑病患者无现实意义。
欧、美脑计划有意义但没有人们想像的那么大,如2000年被称为“生命天书”的人类基因组工作草图绘制成功后,科学家们断言,“在今后20年至30年内,癌症治疗方法若得不到突破,那是不可思议的”,狂热过后至今,基因的破译究竟给我们带来了什么,解决了什么?人们对基因寄予了太高的期望,就像今天我们对欧、美脑计划的热情一样。不是所有的事情有钱就能办好的,但“我有钱,我愿意”,那又另当别论了。相比较而言,我认为中国脑计划,可能会制定的更显科学与实际。事实上,蒲慕明院士也没看好欧、美脑计划。“学不以致用”,还不符合中国的国情。
脑已经很复杂,不能再人为复杂化,否则不利于解决实际问题。科学家的误区在于研究“过于宏观”和“过于微观” 。AD、PD等神经元退行性变疾病,是脑科学中的重中之重,但脑疾病基础研究的方法与方向令人堪忧,脑科学正面临着前所未有的考验与挑战。
2015年3月,加利福尼亚州斯坦福大学医学院流行病学家约安·尼季斯和他的团队,举证了脑的诸多研究存在重大缺陷。“从探索基因与单个分子活动,到寻找大脑结构与精神疾病之间的联系,整个神经科学界上空都悬挂着大大的问号”,“目前,绝大部分文献都不足以令我信任”,约安·尼季斯认为,“在当下已发表的神经科学论文当中,绝大部分都可能是错误的。神经科学面临着极其严重的问题”。在此之前,他曾对制药公司主持的临床试验发起挑战,直指其中各种关于药物及其他治疗方法的虚假论断。认为“八成论文需深究,脑科学的上空飘浮着不确定的阴云”。有科学家十分担心他的观点会“演变为一种全球性的极端怀疑主义,使得人们把整个神经科学领域看作一派胡言”。也有一些研究者担心,如果政府受此影响,可能会削减脑科学试验经费,从而扼杀那些真正具有创新性的研究。