面向世界科技前沿,面向国家重大需求,面向国民经济主战场,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

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王小理韩雪薛淮:美国如何发展脑科技

2019-11-13 学习时报
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语音播报

  大脑是理解自然和人类本身的“终极疆域”,脑科技是科研领域“皇冠上的明珠”。相比欧洲“人类脑计划”的迟缓,美国“推进创新神经技术脑研究计划”(BRAIN)进展颇为迅速。美国BRAIN 2.0工作组于2019年6月提交《BRAIN计划2.0》新路线图,对其5年前提出的《脑2025:科学愿景》实施情况和未来发展进行再梳理,低调展示美国以脑科技竞逐大国未来的雄心。

  将脑科技置于科技创新体系核心地位

  美国政府将脑科技置于科技创新体系核心地位,这种地位出于客观原因和主观意图,并与美国独特的科技研发体制机制、投入框架、系列科技战略倡议等因素相结合,被层层包裹而变得隐晦起来。判定脑科技在美国国家科技创新体系中的战略地位,需要观其形、窥其意、溯其源。

  奥巴马政府在2013年推出为期10年、国家“推进创新神经技术脑研究计划”时,明确宣称“这项计划将让科学达到一个自从太空竞赛以来从未见过的高度”,大幅提升脑科技在国家科技战略体系中的地位。从组织实施看,与美国1993年版“人类脑计划”无疾而终相比,新版计划已经比较务实落地;国家科技战略协调机构——国家科技理事会相关工作组居中协调,有国家卫生研究院、国家科学基金会、国防部高级研究计划局、食品与药品监督管理局、情报高级研究计划局、能源部、国务院等政府机构以及社会组织、私营机构等广泛参与,协调各方积极性,集中力量办大事。

  BRAIN计划被誉为媲美跨世纪的全球性“人类基因组计划”,隐隐超越曾宣布的美国国家癌症登月计划、精准医疗计划、微生物组计划以及引而不发的工程生物学(合成生物学)计划。特朗普政府虽然对前任政府的全球气候变化、清洁能源、地球观测、信息技术与高性能计算、海洋与北极问题等国家级科技战略计划持半信半疑甚至部分否定态度,但对脑科技在美国科技战略体系中的地位“悠然心会”,将其视为赢得大国战略竞争的关键。

  BRAIN计划年度投资大约在4—6亿美元左右,为期10年,从体量上看似乎并不大。然而,如果结合以下三点就更容易理解其战略内涵。首先,美国国家卫生研究院已经有年度超过40亿美元预算的脑疾病防控导向战略性投资,新计划是在此基础上多个政府部门的科研经费增量,即便是财大气粗的美国,这笔经费预算也来之不易。其次,有充分的前车之鉴。作为跨部委的国家战略,每年大约2—4亿美元的预算与美国科技政策运作体系有关。正如“DNA之父”詹姆斯·沃森在论证“人类基因组计划”时强调,“在年度预算评审过程中,所报预算太多的话很容易就会成为非议靶标;但如果预算太少的话又什么都做不了”。再次,针对部分新兴战略科技领域,“小型化”的国家级科技计划能够针对国家战略方向进行精准布局,引导社会力量关注,又避免了投资规模巨大的大型科技计划仓促上马、浪费创新资源,具有更加高效的政策实施效果。显然,如果离开美国科技体制的话,单纯以投资体量作为衡量战略科技计划的标准,就会错误理解其作为顶级战略科技计划的真实内涵。

  发展脑科技的时机把握

  神经科学正成为最前沿科技领域。当前,信息、计算机、纳米、先进制造、量子科学等众多学科与神经科学之间的交汇贯通日益紧密,技术的进步正在深刻改变着对大脑活动规律及其本质的认识,神经科学和类脑人工智能已经处于大变革时期。对美国而言,谁能率先问鼎脑科学这一高峰,谁就更有望在引领未来发展上独领风骚。

  几十年来,美国科技界发展脑科学积累雄厚。1962年,美国麻省理工学院率先创建了“神经科学研究规划”这一跨学科、跨校、跨国的组织;1969年,美国率先成立神经科学学会,目前会员数已经达到4万多人,是生物科学方面最大的学会。1989年,美国国会通过立法把20世纪的最后10年命名为“脑的10年”。自2004年延续至今的美国“神经科学研究蓝图”为跨学科、跨机构国家战略实施打下了坚实的组织基础。粗略统计,20世纪以来,百年诺贝尔奖有20多次颁发给神经科学领域相关研究,美国科学家获奖数量占50%。

  美国高端科技智库坚持战略前瞻、持续性凝视未来,积极建言献策。美国国家工程院将“人脑的逆向工程”列为21世纪人类面临的14大科技难题之一;防务智库波托马克政策研究所、美国国家科学院等发布《神经技术未来研究:21世纪引领经济革命的神经科学和技术发展路线图》《新兴认知神经科学及相关技术》报告等,思虑未来技术发展路径、展望未来20年神经科学发展与关系国家安全重大问题。由此可见,在新技术蓬勃发展、新概念层出不穷的21世纪,美国科技界和智库界始终牢牢把握这一领域。

  发展脑科技的具体途径

  谋求近期内实现脑技术率先整体性突破。未来5年,在承认当前脑科学最大的瓶颈是技术瓶颈、脑健康需求短期内难以满足的前提下,面向国家和社会公众对公共健康重大需求、在维持脑疾病和脑健康战略基础性投资上,继续将研发重心和中心放在“推进创新神经技术脑研究计划”上。试图通过美国的尖端生物科技仪器设备研发工程制造能力和学科综合交叉优势,推进脑科学与生物学工具、方法论的创新,例如神经活动监测、调控和建模、预测等新方法、新设备,巩固美国引领全球生物科技创新的龙头地位。

  力图中期内实现科技变革和军事国防、经济社会领域的次序性转化。未来10—15年,通过工具方法和理论的转化应用,在脑科学新型理论框架、计算神经科学、重大神经系统疾病发生等方向实现原创性理论创新,在“理解我们自己的本质以及我们如何认识世界”方面实现观念性创新,深度推动纳米—生物—信息—认知的交叉融合,迎来疾风暴雨的脑科学革命;筑牢美国在护脑强脑、脑机协同、脑控与控脑等军事脑科学领域的技术霸主地位;发展美国以脑科技为代表的第二代生物科技创业与产业模式,修正甚至颠覆第一代生物科技产业模式,掌握“脑科技霸权”和产业霸权。同时,促进神经计算、仿真记忆存储、智能服务等新技术、新经济的快速发展和军民转化应用,使其成为新的新经济增长点。

  主导场景应用,奠定未来20—30年智能社会和超智能社会发展的知识基础。脑科学的基础性学科地位,决定未来关于脑科技的发展必将影响对人类—机器互作行为的判断,决定对人类—机器关系的基本走向,并从意识和思想源头上影响着人类生产方式、生活方式、学习和思维方式、对抗方式,对经济、社会、教育、国防安全,对未来智能社会及超智能社会的方方面面造成可以预测和难以预测的深刻影响。一旦脑科学思想光芒照进人文社会科学和复杂系统领域,解决当前人类社会面临的全球性问题必将存在新兴机遇。

  率先实现第一轮的重大技术突破并进行第二轮的前瞻布局。无论特朗普是否有下一任任期,美国有望在2025年左右顺利实现国家脑计划预期目标,并率先取得重大科技突破,在美国、欧洲、东亚(中国、日本、韩国)三级之间形成技术隆起。在此基础上且很有可能2025年之前,美国决策层将考虑进一步加大脑技术变革研发投资力度和增量,加强应用转化力度,突破美国科技政治现实的桎梏,将“小而精”的BRAIN计划发展为类似曼哈顿计划的“高大上”脑计划,在规划、建制、研发重点上进行重大调整,荟萃一批批的脑科学明星。

  将加强战略科技扫描、战略咨询和战略评估,提高新兴科技治理能力。基于顺利推进BRAIN 2.0目的,美国将会充分调动其既有的资源和机制,加强战略科技扫描和技术预判,向决策层强调来自其他国家的科技竞争乃至科技威胁;基于其体系协同需求,将通过美国总统科学技术咨询委员会、美国科学院等战略咨询机制,加强既有科技计划、重大科技项目研发和应用中的目标协同、过程优化,以及重大伦理法律社会问题评估;在国际上,将美国等牵头发起的国际脑计划(IBI)等进一步包装、推广,主导国际发展态势。

  值得注意的是,美国可对全球人才竞争模式进行釜底抽薪。美国对脑科学应用在人才培养选拔、使用上已经初露端倪。美国曾因其能源独立带来全球安全变局,这种情形也可能发生在随脑科学变革带来的科技独立和人才独立上:而美国未来的科技独立、人才独立,或将导致美国对全球人才竞争格局进行总体战略调整,全球政治经济秩序走向或许增加重大变数。

  (作者单位:中国神经科学学会,bet36娱_bet36正规网站_bet36体育合法吗学部工作局)

打印 责任编辑:侯茜

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