腦科學(xué)發(fā)展形成“第二次浪潮”

吳 勤

腦科學(xué)研究是具有綜合交叉和科學(xué)前沿雙重特點(diǎn)的重大科學(xué)問題。近年來，在政策的強(qiáng)力支持和技術(shù)的推動(dòng)下，腦科學(xué)研究的革命性突破不斷涌現(xiàn)，成為最活躍的焦點(diǎn)前沿學(xué)科，受到各國高度關(guān)注。

腦研究領(lǐng)域的“第二次浪潮”給國家安全帶來新的挑戰(zhàn)

改變作戰(zhàn)樣式帶來新變革。一方面，“腦控”技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，將使未來戰(zhàn)場(chǎng)上的士兵可通過大腦直接操縱武器，實(shí)現(xiàn)“人機(jī)合一”，將極大改變現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)樣式。另一方面，“讀腦”“控腦”等技術(shù)可以采集、破譯、干擾和控制士兵的腦電波，開發(fā)意識(shí)干擾武器，進(jìn)而從心理、精神上干擾和控制敵人，推動(dòng)心理戰(zhàn)升級(jí)，形成認(rèn)知域這一新的作戰(zhàn)空間，對(duì)我國軍事安全構(gòu)成重大挑戰(zhàn)。

形成軍事優(yōu)勢(shì)構(gòu)成新威脅。一是腦科學(xué)的應(yīng)用能使現(xiàn)代士兵具備高于常人的視力、聽力、學(xué)習(xí)和記憶能力、戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)能力及損害修復(fù)能力等，并能實(shí)現(xiàn)士兵與外界的實(shí)時(shí)信息接受與傳輸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)爭(zhēng)的高效、遠(yuǎn)程控制和戰(zhàn)場(chǎng)指揮，將為特種作戰(zhàn)、“斬首”戰(zhàn)術(shù)等提供全新的超能士兵，這些戰(zhàn)術(shù)的運(yùn)用及超級(jí)士兵的參戰(zhàn)有可能迅速改變戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)。二是腦類智能同武器裝備結(jié)合，將充分發(fā)揮已有裝備性能，大幅提升無人裝備的智能化水平，使戰(zhàn)場(chǎng)人員與系統(tǒng)具有更強(qiáng)的協(xié)同作戰(zhàn)能力，將帶來多方面的軍事優(yōu)勢(shì)，對(duì)我國現(xiàn)有作戰(zhàn)能力產(chǎn)生新的威脅。

各國爭(zhēng)相布局戰(zhàn)略計(jì)劃

美、歐、日等世界發(fā)達(dá)國家先后啟動(dòng)了各自腦科學(xué)研究的重大計(jì)劃，從頂層強(qiáng)化戰(zhàn)略部署。美國相繼提出“神經(jīng)科學(xué)研究藍(lán)圖”計(jì)劃(2005年)、投資達(dá)30億美元的“通過推動(dòng)創(chuàng)新型神經(jīng)技術(shù)開展大腦研究”的國家專項(xiàng)計(jì)劃(2013年)、《國家人工智能研究與發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》(2016年)；歐盟將“人腦工程計(jì)劃”列入未來新興旗艦技術(shù)項(xiàng)目(2013年)；日本出臺(tái)了為期10年的“大腦和精神疾病計(jì)劃”(2014年)；韓國在《腦科學(xué)研究推進(jìn)計(jì)劃(2008～2017)》基礎(chǔ)上，2016年新發(fā)布旨在到2023年發(fā)展成為腦研究新興強(qiáng)國的《大腦科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略》；加拿大提出“拿大腦戰(zhàn)略”(2011年)等；德國、法國等國也紛紛部署腦科學(xué)相關(guān)研究計(jì)劃，進(jìn)入搶占科技戰(zhàn)略制高點(diǎn)的行列。

聚焦重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)で笸黄?/h2>

美國的腦科學(xué)研究重點(diǎn)聚焦繪制出顯示腦細(xì)胞和復(fù)雜神經(jīng)回路快速相互作用的腦部動(dòng)態(tài)圖像，研究大腦功能和行為的復(fù)雜聯(lián)系，了解大腦對(duì)大量消息記錄、處理、應(yīng)用、存儲(chǔ)和檢索的過程；歐洲的腦科學(xué)研究更加側(cè)重于對(duì)腦數(shù)據(jù)的研究，旨在深入研究和理解人類大腦的運(yùn)作機(jī)理，在大量科研數(shù)據(jù)和知識(shí)積累的基礎(chǔ)上，開發(fā)出新的前沿醫(yī)學(xué)和信息技術(shù)；日本近期的腦科學(xué)研究突出“小精尖”特色，主要通過對(duì)狨猴大腦的研究來加快對(duì)人類大腦疾病，如老年癡呆和精神分裂癥的研究。

開放協(xié)同推進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展

腦科學(xué)具有跨行業(yè)、跨學(xué)科、高技術(shù)等特點(diǎn)，國外政府、軍方、高校、企業(yè)等各方力量均積極參與腦科學(xué)相關(guān)研究。2016年，多個(gè)國家60余名科學(xué)家齊聚美國，討論開展腦科學(xué)的全球合作，力圖推動(dòng)“國際大腦空間站”的建設(shè)。歐盟的腦計(jì)劃由瑞士洛桑理工學(xué)院總協(xié)調(diào)，歐盟130余家有關(guān)腦神經(jīng)科學(xué)、生命科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和機(jī)器人技術(shù)的科研機(jī)構(gòu)參與。美國的腦計(jì)劃中，除國立衛(wèi)生研究院、國家科學(xué)基金會(huì)、國防高級(jí)研究計(jì)劃局、食品藥品監(jiān)督管理局、情報(bào)高級(jí)研究計(jì)劃局5家聯(lián)邦機(jī)構(gòu)外，還有谷歌公司、波士頓大學(xué)、西蒙斯基金會(huì)等16家機(jī)構(gòu)團(tuán)隊(duì)參與研究。

以腦科學(xué)助推人工智能

研究模擬人腦的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行機(jī)制，是人工智能技術(shù)的研究前沿，與腦科學(xué)交叉融合，為人工智能技術(shù)向認(rèn)知智能階段發(fā)展指明了方向。國外注重利用腦科學(xué)研究成果推動(dòng)人工智能技術(shù)步入新的發(fā)展階段。美、歐、日等都將腦結(jié)構(gòu)及運(yùn)行機(jī)制研究列為重要內(nèi)容，為人工智能技術(shù)新發(fā)展提供理論支撐。如美國科學(xué)家首次提出了基于先驗(yàn)知識(shí)的感知學(xué)習(xí)方法，更接近人類智能特征，實(shí)現(xiàn)了人工智能基礎(chǔ)理論的新突破。在技術(shù)層面，功能磁共振成像技術(shù)和腦磁圖技術(shù)實(shí)現(xiàn)“思維成像”，類腦計(jì)算芯片已成功模擬人腦工作機(jī)制，為腦認(rèn)知和類腦智能研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

確保經(jīng)費(fèi)支撐項(xiàng)目實(shí)施

美國“腦計(jì)劃”為期1 0年，啟動(dòng)資金超過1億美元，總投入將超過30億美元；美國政府多家聯(lián)邦機(jī)構(gòu)每年投入1～2億美元參與“腦計(jì)劃”實(shí)施；美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）每年投入數(shù)億美元用于腦科學(xué)相關(guān)項(xiàng)目；美國眾多基金、企業(yè)也積極參與腦科學(xué)研究，總投入已超過3億美元。歐盟在“人腦工程”中計(jì)劃預(yù)算為12億歐元，開展為期10年的研究。

高度關(guān)注軍事應(yīng)用研究

腦科學(xué)具有巨大的軍事應(yīng)用前景，將可能推動(dòng)軍事領(lǐng)域的重大變革，美國等發(fā)達(dá)國家已進(jìn)行了大量的探索研究，以確保其領(lǐng)先地位。例如，美國國防部DARPA專門成立生物辦公室，該機(jī)構(gòu)近年來啟動(dòng)了數(shù)十項(xiàng)旨在提高對(duì)大腦動(dòng)態(tài)和機(jī)制的了解、推進(jìn)相關(guān)技術(shù)軍事應(yīng)用的項(xiàng)目，包括可靠神經(jīng)接口技術(shù)項(xiàng)目、革命性假肢、恢復(fù)編碼存儲(chǔ)器集成神經(jīng)裝置、重組和可塑性加速傷勢(shì)恢復(fù)，以及將模擬大腦用于復(fù)雜信號(hào)處理和數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域等。