腦與神經(jīng)科學(xué)研究對于健康、教育學(xué)習(xí)和技術(shù)開發(fā)（新型計算機和機器人，如神經(jīng)形態(tài)芯片）意義重大。近期，美國國家科學(xué)技術(shù)委員會神經(jīng)科學(xué)部際工作組發(fā)布報告，明確了重要挑戰(zhàn)，強調(diào)通過加強溝通、協(xié)調(diào)和合作加快神經(jīng)科學(xué)研究，并提出了17項建議。

一、認識并運用腦信息處理能力

近年來，成像、遺傳學(xué)、電子和材料科學(xué)領(lǐng)域的進步為腦結(jié)構(gòu)和腦功能的實驗研究能力取得突破創(chuàng)造了可能。計算機科學(xué)與人工智能的互補發(fā)展還大幅提高了從龐大復(fù)雜的數(shù)據(jù)集中發(fā)現(xiàn)規(guī)律并對腦功能進行模擬的能力。這些方法有助于揭示神經(jīng)活動規(guī)律和復(fù)雜行為背后的腦結(jié)構(gòu)，還為開發(fā)下一代治療裝置、設(shè)計新穎的計算機和機器人裝置創(chuàng)造了條件。美國的“腦計劃”是這方面振奮人心的舉措，它著眼于加快新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，創(chuàng)建動態(tài)的腦功能圖，最終更好地認識人類如何思考、學(xué)習(xí)和記憶。

挑戰(zhàn)在于：一是記錄并調(diào)節(jié)復(fù)雜行為背后的神經(jīng)活動。新興技術(shù)為在前所未有的尺度上更精確地記錄并調(diào)節(jié)腦電活動創(chuàng)造了可能。通過集中投資并加強互動，能夠與相關(guān)研究群體建立信息共享和協(xié)調(diào)機制，確定并聚焦于神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)和戰(zhàn)略目標。二是制定數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)驅(qū)動型發(fā)現(xiàn)和計算機模擬的新策略和新標準。大規(guī)模全面觀察腦活動會產(chǎn)生海量數(shù)量，這給計算能力帶來了巨大的挑戰(zhàn)。這需要有有效、嚴謹?shù)姆椒▉砑扇绱她嫶髲?fù)雜的數(shù)據(jù)集，從中找出規(guī)律，同時促進研究團隊之間高效合作。三是將腦信息處理能力的研究成果和方法論轉(zhuǎn)化為應(yīng)用。腦研究能夠用以加快關(guān)鍵的健康和技術(shù)領(lǐng)域的進步。其中尤其有巨大潛力去改善神經(jīng)修復(fù)和神經(jīng)假體裝置，使之無縫融入神經(jīng)系統(tǒng)，并更靈敏地響應(yīng)佩戴者的需求。但是，科學(xué)家還缺乏如何優(yōu)化這些裝置、使之與神經(jīng)系統(tǒng)和腦直接溝通的認識。

報告建議：（1）通過“腦計劃”協(xié)調(diào)神經(jīng)科學(xué)部際工作，確保從物種、技術(shù)和方法方面為眾多項目提供支持。資助機會應(yīng)鼓勵加強多學(xué)科和跨學(xué)科互動，以擷取不同的基礎(chǔ)和應(yīng)用科學(xué)研究群體的各種觀點。（2）支持擬定并確立系統(tǒng)性地描述和量化行為、認知和疾病數(shù)據(jù)的方法。這是數(shù)據(jù)集成的關(guān)鍵，需要匯聚計算機、神經(jīng)生物學(xué)、心理學(xué)和臨床方面的深厚專業(yè)知識。（3）鼓勵神經(jīng)科學(xué)家、計算機科學(xué)家、數(shù)學(xué)家、統(tǒng)計學(xué)家和其他研究人員共同探尋在大數(shù)據(jù)組織與分析方面取得進步的重大機會。（4）制定鼓勵研究人員運用并協(xié)調(diào)現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫和其他資源的策略。（5）鼓勵研究人員、企業(yè)和非營利機構(gòu)開發(fā)新的數(shù)據(jù)分析產(chǎn)品和服務(wù)，鼓勵通過公私合作促進科研成果轉(zhuǎn)化。

二、認識并治療腦疾病、腦功能障礙和腦損傷

神經(jīng)科學(xué)研究進展迅速，為認識和治療腦疾病、腦功能障礙和腦損傷帶來了新機遇。對致病機理認識的增加正在改變科學(xué)家和醫(yī)療工作者診治這些疾病的能力。

挑戰(zhàn)在于：一是建立以神經(jīng)科學(xué)為基礎(chǔ)的疾病分類，以改善腦功能障礙治療。目前腦功能障礙的分類主要依據(jù)臨床特征，而科學(xué)證據(jù)表明，精神性障礙、神經(jīng)性障礙、發(fā)育性障礙和藥物濫用失?；蛟S有一些共同的生物機理。將這些生物機理信息應(yīng)用于疾病分類，可以改善疾病診治，在疾病演變過程中盡早干預(yù)，并最終改善預(yù)判。二是開發(fā)生物標記及評估工具。生物標記對于早期診斷、患者分類、疾病惡化過程與治療情況觀察十分關(guān)鍵，但患者的異質(zhì)性和腦功能障礙癥狀量化指標的缺乏使生物標記發(fā)現(xiàn)工作一直很難前進，這項工作必須加快。三是認識并征服血腦屏障。血腦屏障保護腦不受生物和其他不利物質(zhì)的傷害，但也會限制許多可能有益的治療物質(zhì)進入大腦。

報告建議：（1）在神經(jīng)科學(xué)部際工作組下成立一支工作小組，以建議如何將當(dāng)前的神經(jīng)生物學(xué)信息用于腦功能障礙分類。（2）發(fā)動相關(guān)部門開展合作，以統(tǒng)一各種臨床研究工作中的公用數(shù)據(jù)元，集成各種大型臨床數(shù)據(jù)集信息，并在法律允許的前提下鼓勵廣大研究界共享臨床數(shù)據(jù)。（3）在神經(jīng)科學(xué)部際工作組下成立一支工作小組，納入相關(guān)部門人員和外部專家，以評估各部門的生物標記工作，同時匯總并提煉出最佳實踐指南。（4）通過專題研討會和其他合作機制鼓勵研究界和相關(guān)部門確定最有希望讓治療物質(zhì)穿過血腦屏障的策略。

三、認識并優(yōu)化環(huán)境與腦在整個生命歷程中的相互作用

從飲食習(xí)慣到物質(zhì)環(huán)境、社會關(guān)系，有許多因素影響腦與認知功能。要開展基礎(chǔ)研究，以認識決策、學(xué)習(xí)等高級功能背后的基本神經(jīng)機理，并判定其與復(fù)雜的社會和環(huán)境如何相互作用。

挑戰(zhàn)在于：一是認識并促進腦的適應(yīng)性與恢復(fù)。營養(yǎng)不良、災(zāi)害、生態(tài)系統(tǒng)變化、環(huán)境污染、危險的工作條件、不利的生活事件等應(yīng)激因素均可能引發(fā)不同的有害結(jié)果。二是認識并優(yōu)化學(xué)習(xí)。神經(jīng)科學(xué)十分關(guān)注學(xué)習(xí)和教育，但是仍然缺乏實證應(yīng)用。鑒于學(xué)習(xí)對于適應(yīng)能力的重要性，特別是教育對于人類社會成功的重要性，增進對學(xué)習(xí)過程與神經(jīng)科學(xué)的深入認識勢在必行。

報告建議：（1）針對從事腦與行為反應(yīng)、適應(yīng)性和恢復(fù)研究的廣泛科學(xué)群體，制定加強跨部門合作、協(xié)調(diào)和支持的機制。近期和中期目標應(yīng)包括，確定優(yōu)先研究重點和跨部門舉措能產(chǎn)生重大影響的領(lǐng)域，建立相應(yīng)的公私合作關(guān)系、溝通策略和資助策略。（2）針對自我控制和應(yīng)激反應(yīng)制定跨部門研究目標。（3）通過跨部門研討或聯(lián)合資助，協(xié)調(diào)聯(lián)邦機構(gòu)的工作，并注重學(xué)習(xí)與技能獲取的神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)、環(huán)境與認知關(guān)系的研究方法、生命歷程中的腦與認知變化、優(yōu)化學(xué)習(xí)的研究方法、新的學(xué)習(xí)技術(shù)。

四、將研究成果付諸實踐

挑戰(zhàn)在于：一是促進神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)研究成果的臨床應(yīng)用。從科學(xué)發(fā)現(xiàn)到臨床前和臨床試驗，整條道路相當(dāng)復(fù)雜，長期維持療法開發(fā)工作需要耗費大量資源。開發(fā)用于評估產(chǎn)品安全、效用、質(zhì)量和性能的新工具和新方法有助于提高臨床轉(zhuǎn)化效率。食品和藥品管理局的監(jiān)督管理是產(chǎn)品開發(fā)與審批過程中的關(guān)鍵要素。參與研究成果臨床轉(zhuǎn)化的部門都能從經(jīng)驗交流中相互受益。二是促進神經(jīng)科學(xué)和認識科學(xué)研究成果在教育中的應(yīng)用。當(dāng)前，需要加強神經(jīng)科學(xué)與認識科學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)在教學(xué)改善策略中的應(yīng)用，特別要辨識并傳播可以投入課堂試驗的具體發(fā)現(xiàn)。如果加強聯(lián)邦機構(gòu)與州、地方和私營組織之間的合作，就能加快辨識有前景付諸實踐的研究成果，并更快地制訂出評估方法和指標。

報告建議：（1）成立一支工作小組，讓相關(guān)聯(lián)邦機構(gòu)形成合力，促進神經(jīng)科學(xué)研究成果實用化和商業(yè)化。這支小組應(yīng)該包括基礎(chǔ)研究和臨床研究人員以及從事監(jiān)督管理工作的官員，并且應(yīng)該提出確保治療方法研發(fā)高效的最佳做法。（2）會同這支工作小組建立一個可公開獲取的聯(lián)邦資源及信息交換中心，以加快從研究到應(yīng)用的轉(zhuǎn)化過程，經(jīng)濟有效地通過監(jiān)管審批程序、及時實現(xiàn)產(chǎn)品化，并且最大程度減少繁冗手續(xù)。

五、加強溝通并推動公共參與

挑戰(zhàn)在于：一是改善聯(lián)邦機構(gòu)之間的溝通與信息共享。任何一個部門都難以單獨包攬神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)、轉(zhuǎn)化和臨床研究所需的多元而深厚的專業(yè)知識。聯(lián)邦機關(guān)必須共享各自的神經(jīng)科學(xué)資源和計劃信息，使現(xiàn)有活動真正發(fā)揮作用，避免重復(fù)研究。二是改善與公眾及所有外部利益相關(guān)方的溝通。認識神經(jīng)性障礙、精神性障礙和藥物濫用失常與公眾利益息息相關(guān)，聯(lián)邦機構(gòu)必須告知公眾神經(jīng)科學(xué)研究的執(zhí)行及支持情況。三是探尋潛在的國際合作領(lǐng)域。神經(jīng)科學(xué)部際工作組努力尋找機會擴大神經(jīng)科學(xué)聯(lián)邦投資的影響，并且某些機會已經(jīng)得到了國際合作伙伴的認同。例如，歐盟委員會把“人腦項目”列為旗艦項目，而互惠合作會對推進神經(jīng)科學(xué)前沿產(chǎn)生重大影響。四是神經(jīng)倫理學(xué)問題。神經(jīng)科學(xué)部際工作組參與白宮“神經(jīng)科學(xué)計劃”，其中就涉及神經(jīng)倫理學(xué)問題。美國總統(tǒng)生物倫理問題研究委員會將就神經(jīng)科學(xué)尤其是“腦計劃”所引起的倫理問題向總統(tǒng)提出建議。

報告建議：神經(jīng)科學(xué)部際工作組應(yīng)當(dāng)繼續(xù)作為匯聚各部門項目官員和高級職員的論壇，使彼此相互了解各自的優(yōu)先重點，在相關(guān)領(lǐng)域加強協(xié)調(diào)和創(chuàng)新。近期重點工作應(yīng)包括：（1）建立聯(lián)邦神經(jīng)科學(xué)研究門戶網(wǎng)站，匯集聯(lián)邦政府各部門和跨部門的計劃、立項數(shù)據(jù)庫以及項目官員和其他專家信息，以便查閱。（2）制定加強有關(guān)神經(jīng)科學(xué)研究和腦疾病的公眾溝通策略。（3）確保整個神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的政府優(yōu)先重點納入聯(lián)邦部門的規(guī)劃。

（作者：劉潤生，中國科學(xué)技術(shù)信息研究所助理研究員，科技參考研究室負責(zé)人，主要從事科技戰(zhàn)略與政策研究。）