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中國腦計劃破土,南北兩中心並行

“神經科學領域此前的一些小項目的相關支持已經暫停,大家都在等待。”一位中國高校前沿神經科學領域教授對第一財經記者表示。

這些神經領域科學家們熱切盼望的是“腦科學與類腦科學研究”(BrainScienceandBrain-LikeIntelligenceTechnology),簡稱為“中國腦計劃”。上述教授透露,中國腦計劃的投資規模會比現在任何一個重大專項都有數量級上的飛躍。

事實上,在五年的努力之後,備受矚目的中國腦計劃已初具雛形,即將破土而出。

繼北京成立規模媲美世界幾大著名神經科學實驗室的腦科學與類腦研究中心(下稱“北京腦科學中心”)的計劃後,2018年5月,上海腦科學與類腦研究中心(下稱“上海腦科學中心”)在張江實驗室成立。兩個中心的成立標誌著中國腦計劃正式拉開序幕。

中國科學院神經科學研究所所長蒲慕明對第一財經記者表示,北京和上海兩個中心先後建成之後,中國腦計劃項目將逐一啟動並落實。

南北兩中心互聯

上海腦科學中心將立足世界腦科學與類腦研究前沿,聚焦國家在腦科學與類腦研究領域的戰略需求,加快推動我國在該領域的重大突破和跨越,力爭建設成為世界一流的腦科學研究機構。

該中心將由上海市政府發起成立獨立法人事業單位,實行理事會領導下的主任負責制,探索開放、協同、高效的新型管理和運行機制,匯聚全球高端的創新資源,激發各類創新人才的活力,探索與國際科研機構接軌的人員聘用、薪酬激勵機制,建立知識產權和利益共享機制,推進科技成果應用技術的轉移轉化。

中國科學院上海分院副院長、神經科學家張旭擔任上海腦科學中心執行主任。而張旭和蒲慕明都是中科院腦科學與智能技術卓越創新中心的核心骨幹,也是中國腦計劃推進過程中必不可少的核心人物。

根據一份包括蒲慕明院士在內的科學家於2016年11月遞交的報告,中國腦計劃主要有三大支柱:基於認知方面的神經機制的基礎研究;神經性疾病早期診斷和介入的研究成果轉化;用於發展人工智能以及機器人的類腦研究。

張旭表示:“上海和北京兩個中心將會開展不同的計劃。中國不斷提升的研究力量和神經科學對社會產生的利益,商業化的機遇和政府支持等多方面因素,令中國腦計劃項目面臨著最好的發展時機。”

張旭還透露,上海腦科學中心將會整合並發展已有的項目,比如華山醫院就準備新建一套用於臨床腦科學研究的設備。中科院和上海市也已經在2012年啟動了標識人腦圖譜的項目,上海還吸引商業資本發展類腦技術。張旭預計新建的上海腦科學中心未來幾年對大腦相關的研究投入將達到每年10億元人民幣。

中國科學院院長白春禮則表示:“要在最前沿進行開創性、引領性研究,力爭產出世界級成果;同時要引進培養全球最頂尖的科學家團隊,將中心打造成為具有全球影響力的腦科學與類腦研究高地。

腦科學是研究腦認知、意識與智能的本質與規律的科學。隨著腦成像、生物傳感、人機交互等新技術不斷湧現,腦科學正成為多學科交叉的重要前沿科學領域,也是眾多國家的科技戰略重點。

早在2015年,中國科學家就對腦科學與類腦研究在中國“一體兩翼”的部署達成了初步的共識。所謂“一體”,就是闡釋人類認知的神經基礎為主體和核心;“兩翼”是指腦重大疾病的研究以及通過計算和系統模擬推進人工智能的研究。

今年3月22日,北京腦科學中心成立,瞄準腦科學與類腦研究世界前沿和國家戰略急需,匯聚全球頂尖科學家及創新團隊,搭建綜合性實驗和研發平臺。北京市政府和中國科學院以及北大、清華等8所單位共同簽署協議,從建立存量資源整合與新增資源共享機制、人才互補與雙聘雙贏機制、科研成果與知識產權共享機制等方面開展合作。

北京腦科學中心理事會第一次會議推選北京大學理學部主任饒毅和北京生命科學研究所資深研究員羅敏敏擔任該中心的聯合主任。羅敏敏主要負責管理在中心設有實驗室的主要研究人員約50人,饒毅則主要負責全國約100名研究人員的外部扶持資金。

羅敏敏對第一財經記者表示:“北京中心剛剛啟動,目前投入規模尚未確定,要等第二次理事會決定。上海中心也剛宣布成立,兩地一定會有合作協同,而不是競爭,具體形式還需要討論,理論上兩個中心將對接國家腦計劃。”

羅敏敏在競選中心主任時所提出的目標是:“建設國際一流的腦科學研究中心,在繼承北京生命科學研究所的穩定支持和國際評估的基礎上,建立新的創新機制。”

至於新的創新機制,羅敏敏表示,要等到第二次理事會批準才能公布具體方案。不過他透露,雖然沒有完全相同的機構可以對標,但是也許可以效仿美國國立精神衛生研究所(NIMH)的模式。“有實體,也有對外協調的責任。”羅敏敏告訴第一財經記者。

第一財經記者了解到,一種可行的模式是在研究中心之外,再成立一個機構。“這類似於是一個政府機構,比如基金委或者科技部的職能,負責給各個機構發放基金。”一位知情人士對第一財經記者表示,美國國立衛生研究院(NIH)下屬就有一系列研究所,比如NIMH和NIDCD(國家耳聾和殘障交流研究所)。

腦計劃加速

蒲慕明對第一財經記者表示:“北京和上海兩個中心先後建成之後,接下來就要考慮中國腦計劃項目的啟動,屆時研發成果的推進和轉化也會加速。”

據第一財經記者了解,北京腦科學中心計劃使用北京市政府提供的1.8億人民幣聘用第一批5至6個研究團隊,這些研究團隊將在由北京市政府完成建設的大樓中設立實驗室開展研究工作。

羅敏敏介紹道,北京中心將支持在研究項目中使用最新生物醫學技術,例如高通量單基因測序、精準基因組編輯、大數據處理等。他還希望開發更好的影像工具,例如能夠直接記錄神經元活動的電壓傳感器和能夠詳細觀察大腦活動的高速成像顯微鏡。

根據羅敏敏的預期,未來5年內將有50名研究人員全員開展研究,每年需要約4億人民幣,中國腦計劃一旦推出,將有望提供大部分資金,北京市政府也將承擔部分科研經費。

中科院神經科學研究所王征研究員對第一財經記者表示:“大家都在期待腦計劃的推出,屆時將有大量的新的經費來源,也能促進這個領域的發展。”

今年4月,中科院神經所、腦科學與智能技術卓越創新中心、神經科學國家重點實驗室王征課題組聯合瑞金醫院功能神經外科孫伯民主任團隊揭示了重度強迫癥手術治療的神經環路機制,並在學術雜誌《BiologicalPsychiatry》上發表論文。該工作得到科技部國家重點研發計劃,中國科學院百人計劃,中國科學院戰略性先導(B類)科技專項,基金委國家自然科學基金、上海交通大學醫學院-中科院神經科學研究所腦疾病研究中心,以及上海市自然科學基金基礎研究項目等的資助。

王征向第一財經記者透露,這項研究歷時4年,耗費資金約140萬人民幣。140萬人民幣在神經科學領域研究中的投入並不是個大數目。“在神經科學領域,不同單位,不同課題組的經費差別非常大,小到幾十萬,大到上億都有可能。”王征對第一財經記者表示。

王征告訴第一財經記者:“在腦計劃推出前,我們從科技部、基金委,包括中國科學院內部以及上海市都能夠拿到經費,等到腦計劃出來後,就會多一些申請渠道,但目前也不好說到底是什麽情況。”

去年9月,蒲慕明就曾向第一財經記者透露,中國腦計劃一旦出臺,規模將比肩美國腦計劃。蒲慕明當時預計,中國腦計劃有望於去年年底出臺。蒲慕明院士提出的中國腦計劃的一個重要組成部分是國際合作的細觀連接體項目,旨在描繪出大腦內所有的神經元連接。

2013年以來,美國與歐盟均啟動了面向未來的腦科學研究計劃,以期占得先機。美國的腦科學計劃致力於利用新的技術手段描繪人腦活動圖譜,以探索大腦工作機制;歐盟腦計劃則希望借助信息與通訊技術(ICT),構建系統生成、分析、整合、模擬數據的研究平臺,從而推動人腦科學研究加速發展。

據了解,美國腦計劃投資預期規模達60億美元。美國腦計劃項目由美國國家衛生研究院(NIH)牽頭,其下屬的10余個研究機構參與了該計劃。統計數據顯示,2016財年,NIH投給腦計劃項目的資金達1.35億美元;2018財年將總共投入4億美元。

北大生命科學院饒毅曾援引數據稱,美國每年投入神經科學研究的資金是50億美元,中國是2億美元,只有美國的4%。中科院神經所王佐仁研究員曾對第一財經記者表示:“這還沒算美國私人基金投給科研的錢,如果加上差距更大。中國科學家也在從自身開始反省。”

中國的神經科學領域人才濟濟,實驗動物充沛,且中國罹患神經系統疾病的患者人數眾多。去年,中科院神經所蒲慕明、郭愛克院士發表文章稱:“腦疾病是我國乃至全球人口健康領域正面臨的重大挑戰。‘中國腦計劃’的推出將使我國未來15年在腦科學和類腦智能技術領域處於國際前沿地位。”

“了解大腦這一如此複雜的系統需要全世界各國的通力合作。”歐洲人腦計劃科研負責人KatrinAmunts表示:“中國有望在其他國家研究的基礎上,為人們進一步了解大腦做出重大貢獻。”

科研人員聚集

無論是單個的研究中心還是中國腦計劃,面臨的最大問題都是科研人員不足。上海腦科學中心將為更多的PI提供支持。

複旦大學類腦智能科學與技術研究院近期就引進大量科研人才,也包括多名諾貝爾獎獲得者,比如斯坦福大學的結構生物學教授邁克爾·萊維特(MichaelLevitt)。複旦大學類腦智能科學與技術研究院院長馮建峰對第一財經記者表示:“萊維特教授在複旦會得到非常強大的科研方面的支持。”

上海紐約大學的神經系統科學家JeffErlich建議,除了聘用頂尖的神經系統科學家,還應資助博士後崗位和研究生崗位,提供具有國際競爭力的工資。“這將鼓勵頂尖的學生進入神經科學領域。”Erlich說道,“五到十年後中國就將擁有一批傑出的青年神經系統科學家。”

事實上,中國已經擁有了相當一批70後神經科學家。2016年底,中國前首富陳天橋夫婦向加州理工學院捐款1億美元支持腦科學研究,當時就引起了以中科院仇子龍研究員為代表的十幾名中國頂尖青年神經科學家的激烈反響。

仇子龍認為,目前中國在腦神經科學方面的青年科學家大多是美國最頂尖研究院所的歸國研究人員,這些人才大部分都是獲得國家“傑出人才”獎的優秀青年,完全能夠達到國際水平,而且每年中國在國際頂尖雜誌上發文的數量和質量都領先國際。“他們的研究才剛剛起步,需要資助。”仇子龍表示,“這群青年科學家,是中國神經科學的先鋒隊。他們朝氣蓬勃,有理想,有社會責任,學術水平高。”

而來自複旦大學、上海交大以及中科院上海科研院所等地的專家都參與到腦計劃的籌備與落實之中。作為上海腦科學中心的組織者之一,馮建峰對第一財經記者表示,他的工作主要聚焦於如何使用人工智能研究大腦疾病。

馮建峰介紹,複旦大學斥資1.9億元人民幣建設的大腦影像學中心就坐落在張江實驗室,占地3000平方米。建成後,將成為亞洲擁有最多磁共振成像設備的研究中心,他希望該大腦影像學中心向全國有需要的科研人員開放。

科研人員將使用AI算法進行讀片,將病變大腦與正常大腦對比,從而為世界最大的大腦數據庫提供數據。馮建峰教授向第一財經記者透露,目前設備已經陸續到位,也已經配備了相關的設備運營人員。

對於中國腦計劃的最新進展,陳天橋雒芊芊研究院方面對第一財經記者表示:“我們欣然看到政府在增加對腦科學研究的支持,因為給予科學家的支持越多,越能促進腦科學的發展。今天腦科學的發展面臨前所未有的機遇:腦科學家們正在前所未有地接近實現突破性發現,這些發現將能夠對整個社會發展產生重大影響。政府、慈善家和各方對於腦科學基礎研究的支持都會大大加速實現這些突破。”

去年11月,陳天橋投資5億美元,牽手複旦大學附屬華山醫院、上海周良輔醫學發展基金會,成立了上海陳天橋國際腦疾病研究所,一期投入5000萬元人民幣。由陳天橋本人擔任研究所理事長,華山醫院副院長、中國知名神經醫學專家毛穎教授出任所長,資助包括腦腫瘤、老年癡呆、帕金森癥、抑郁癥等的研究和治療項目。

陳天橋也表達了對中國腦計劃的興趣。他對第一財經記者表示:“國家在做,我們也出點力。希望我們的機構能夠為腦計劃做一點點的補充。我們捐贈的5億里面,給到華山的一期是5000萬,後面還有4.5億,可以拿給腦計劃,給到引起我們關心關註的項目。”

中國 計劃 破土 南北 中心 並行
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