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香山科学会议:中国脑计划如何“有所为”—新

发布时间:2017-12-04 阅读:

  香山科学会议:中国脑计划如何“做点什么” - 新闻 - 科学网

  我们不能忍受人类对大脑的工作知之甚少的事实。 20多年前,诺贝尔奖获得者弗朗西斯·克里克(Francis Cricker)是DNA双螺旋结构的发现者之一,抱怨如此之多。迄今为止,人脑对于科学家来说仍然是一个黑盒子。

  为了揭开大脑之谜,脑科学研究成为各国军事科技发展的战场。我国也把脑科学和大脑研究提升为国家战略。在今年的全国人大和政协会议上,全国政协副主席,科技部部长万钢说,脑科学,大脑研究等重大项目的筹备工作已经启动,预计将启动两年内。

  大脑计划被认为是一个比人类基因组计划更大的项目。中国如何获得这个项目的发言权?在3月11日至12日在深圳举行的第588届香山科学研讨会上,非人灵长类大脑和认知成为科学家讨论的焦点。

  做点什么,做点什么

  据说脑科学是理解自然和人类本身的最终领域。在欧盟率先启动脑机制后,美国和日本立即启动了相关的大脑研究项目,紧接着中国的脑力作战计划就获得了参赛资格。

  但是,虽然我国在语音识别和脑组织成像等领域能够领先世界,但在整体神经科学研究方面,与欧美的深度积累相比,它只能算是一个蹒跚学步的小孩。慢慢来。

  会议执行主席中国科学院上海神经科学研究所所长浦木明认为,中国的脑科学计划必须遵循做事而不做事的原则,不仅要与之竞争,先进国家在重要边境地区也发挥着自己的优势,有的地区以世界为龙头,最终导致了大规模的国际合作计划。

  他认为,中国脑科学研究的天生优势是丰富而丰富的灵长类物种和丰富的脑病样本。中国已经走在了非人灵长类动物研究的转基因动物和脑病模型之上。因此,非人灵长类脑认知科学研究是中国必须抓住的一个机遇。

  国内的猕猴研究基础是我们充分认识人类认知功能的重要一步。未来的方向是找出非人灵长类脑网络及其结构和功能,最终理解人脑功能和神经基础。朴慕明说,猴子作为一种模拟动物,可以用来研究灵长类动物出现的大脑结构,功能和进化机制,为分析人类进化的神经回路结构和工作原理提供必要的实验材料认知功能。

  北京师范大学吴立教授认为,猕猴与人类视觉系统具有高度相似性,非人灵长类视觉系统是智能信息处理的理想模式,深入揭示跨脑信息,多层次,多层次,多线程的处理原理构建和完善基于脑的人工智能计算模型将具有重要的指导作用。

  中国科学院上海神经科学研究所研究员王铮也表示,非人类灵长类动物模型动物默认情况下最接近人脑功能结构,因此建立脑疾病模型不仅具有天然的优势,筛选脑部疾病药物,也有助于探索和发展新一代的物理,理疗。

  本世纪最重要的生物科学是理解脑图谱,大脑灵长类的精确分析只能在中国实现。我们的优势给了我们前所未有的机会。如果我们能做到的话,中国将在这方面领导世界。宝穆明说。

  瞄准主要突破口

  中国的大脑计划可以概括为一体两翼:一是基于对大脑认知基础的理解,二是大脑疾病的诊断,治疗和大脑智力的发展。丰富的翅膀,研究应该集中。

  朴慕明说,非灵长类研究的意义和总体目标是分析先进的脑认知功能的神经基础和进化机制,主要脑疾病的发病机制和诊断干预的发展,地图分析,最有可能的一个主要贡献是绘制细胞类型图,神经图和神经元活动图。

  深圳市高新技术研究院执行主席,麻省理工学院麦戈文大脑认知与脑病研究所研究员王立平在会上专家讨论的基础上,将能够应用非人类灵长类动物关键技术的分析脑凝聚成七个领域:基因编辑与干细胞技术,遗传标记与神经回路示踪技术,透明脑与快速光学成像技术以及fMOST技术,单细胞转录组技术,光,电,磁等神经控制技术,活动地图集技巧,建立灵长类大脑的认知范式。

  中国科学院,外国科学院,香港科技大学副校长叶育儒,中国科学院,中国医学科学院基础医学研究所所长羌柏勤也认为,人类灵长类大脑认知研究将成为未来脑科学发展的重要趋势之一。

  对于非灵长类动物基因编辑,昆明理工大学执行主席奖翻译医学研究所所长季伟志教授表示,利用基因编辑从灵长类动物胚胎甚至个体,围绕神经发育及相关疾病的发病机理开展研究是探索大脑功能的有效途径。但是他也指出,使用基因编辑技术来实现灵长类动物的基因敲入现在仍然是个问题。另外,人们担心脱靶效应等问题需要学术界加强合作,寻求突破。

  双光子显微成像是近几年发展起来的一种重要的光学成像技术,用于研究生活条件下的大脑功能。特别适用于活体组织的深层成像。它可以识别动物在单个细胞中的行为。监测大脑皮质中数以千计的神经元的群体活动也可以利用树突成像或光化学来研究大脑皮质的精细神经回路,所有这些都提供了一个前所未有的新观点脑认知神经科学研究。

  北京大学生命科学学院唐世明实验室在清醒的猴子有意识的认知条件下,实现了稳定时间超过6个月的双光子成像。他认为,清晰的猴子双光子成像技术在研究系统性神经科学的神经机制,特别是对大脑的认知方面具有很大的应用潜力。

  对于以猕猴为代表的非人类灵长类动物,最经典的测试方法是利用行为训练让猴子学习特定的感知,行为或认知任务,然后用电生理手段同步记录神经细胞的电活动,从而建立行为与神经活动的关系。

  清华大学医学院生物医学工程教授王小琴表示,这些经典方法仍然存在一些局限性。例如,大多数常见的行为训练模式是基于人类行为而设计的。大部分的实验是在一个动物身上进行的。新开发的神经细胞无限记录技术和高通量计算工具使得同时研究多种非人灵长类大脑中社会行为的神经机制成为可能。

  面对发展挑战,形成共识

  面对巨大的机遇,非人灵长类动物的挑战也是前所未有的。科学家们对于非人类灵长类大脑认知研究中关键人员的短缺特别担忧。

  聪明的学生很少成为猴子是非常现实的。这方面的成就是非常困难的,一篇只发表四五年的文章,高校是否允许它存在?不可能。一位大学教授面临无奈。研究领域有特殊的高科技要求。认识到猴子认知过程的时间需求导致了一个长期的研究过程,在国内的定期评估系统中,论文的质量和数量是不可避免的,参与的科学家呼吁社区理解这个研究领域的法律。

  在此次研讨会上,立足当前国内灵长类研究基地和团队基础,建设国家灵长类动物研究中心,逐步加强人才培养和培养,也得到了专家的普遍认同。研究中心不仅要做大脑和认知,还要涵盖灵长类生物学,推动基础医学和转化医学研究,各地区要根据自己的研究基础和协调发展的特点;同时加强实验动物伦理规范,社会宣传和科普教育。

  中国的大脑计划在未来取得突破,不仅要靠个人实验室的努力,还要靠不同学科的大型研究团队的合作。从长远来看,我们希望能够提出一个加强海外合作的框架,包括香港上级研究力量的参与,同时加强国内优秀团队的合作,为筹划以中国为首的脑科学领域的重大国际科学合作计划,中国的脑计划也应结合国家重大需求和重大项目,如入海。理论模型研究的引入对于建立理论框架也是非常重要的。总结专家说,王立平总结了与会代表的共识。

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