脑科学:世界科学家们的“饕餮盛宴”
(2015年7月22日修订版)
孙作东
2015年5月16日,庄时利和博士写了一篇质疑奥博阿尔茨海默治疗仪 [1]的文章,他在文中除了本质上是想深层次了解奥博阿尔茨海默治疗仪的诞生过程外,还流露出他对阿尔茨海默症(AD)基础研究方向的迷茫和对战胜AD的悲观情绪,也表现出了他对通过物理手段治疗AD信心的不足。我十分认真地回复了庄博士信中的疑惑后,内心久久不能平静,很想就当下焦点话题脑科学、脑疾病发表一下自已的观点,以正视听,以飨读者。
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 [2]。脑科学,被认为是人类的最后的科学尖端,被发达国家视为科研领域“皇冠上的明珠”。
“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(1999-2000)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,医生在线答疑,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 [3]。
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。
中国脑计划,可概括为“一体两翼”,即一体是以理解大脑为中心,两翼分别是诊断、治疗脑疾病和类脑智能技术的发展。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。
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,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” [2]。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[5]。“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。
2014年11月,荷兰大型学术出版机构爱思唯尔,发布了分析全球脑科学研究动向的报告[6]。爱思唯尔调查了2009-2013年发表的约179万篇论文,调查结果显示,根据论文数量来判断,美国的研究领先于世界;另一方面,中国的论文发表篇数正在迅速增加。在论文增长率方面,中国发表篇数的增长率达到11.6%,名列榜首;第2位是瑞士的6.9%;日本仅为1.5%,低于3.9%的世界平均值。报告显示,AD等大脑相关疾病的研究以及药物的开发是目前主流的研究课题。
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