腦科學發展形成“第二次浪潮”

吳 勤

腦科學研究是具有綜合交叉和科學前沿雙重特點的重大科學問題。近年來，在政策的強力支持和技術的推動下，腦科學研究的革命性突破不斷涌現，成為最活躍的焦點前沿學科，受到各國高度關注。

腦研究領域的“第二次浪潮”給國家安全帶來新的挑戰

改變作戰樣式帶來新變革。一方面，“腦控”技術的發展與應用，將使未來戰場上的士兵可通過大腦直接操縱武器，實現“人機合一”，將極大改變現代戰場樣式。另一方面，“讀腦”“控腦”等技術可以采集、破譯、干擾和控制士兵的腦電波，開發意識干擾武器，進而從心理、精神上干擾和控制敵人，推動心理戰升級，形成認知域這一新的作戰空間，對我國軍事安全構成重大挑戰。

形成軍事優勢構成新威脅。一是腦科學的應用能使現代士兵具備高于常人的視力、聽力、學習和記憶能力、戰場作戰能力及損害修復能力等，并能實現士兵與外界的實時信息接受與傳輸，進而實現戰爭的高效、遠程控制和戰場指揮，將為特種作戰、“斬首”戰術等提供全新的超能士兵，這些戰術的運用及超級士兵的參戰有可能迅速改變戰場態勢。二是腦類智能同武器裝備結合，將充分發揮已有裝備性能，大幅提升無人裝備的智能化水平，使戰場人員與系統具有更強的協同作戰能力，將帶來多方面的軍事優勢，對我國現有作戰能力產生新的威脅。

各國爭相布局戰略計劃

美、歐、日等世界發達國家先后啟動了各自腦科學研究的重大計劃，從頂層強化戰略部署。美國相繼提出“神經科學研究藍圖”計劃(2005年)、投資達30億美元的“通過推動創新型神經技術開展大腦研究”的國家專項計劃(2013年)、《國家人工智能研究與發展戰略規劃》(2016年)；歐盟將“人腦工程計劃”列入未來新興旗艦技術項目(2013年)；日本出臺了為期10年的“大腦和精神疾病計劃”(2014年)；韓國在《腦科學研究推進計劃(2008～2017)》基礎上，2016年新發布旨在到2023年發展成為腦研究新興強國的《大腦科學發展戰略》；加拿大提出“拿大腦戰略”(2011年)等；德國、法國等國也紛紛部署腦科學相關研究計劃，進入搶占科技戰略制高點的行列。

聚焦重點領域尋求突破

美國的腦科學研究重點聚焦繪制出顯示腦細胞和復雜神經回路快速相互作用的腦部動態圖像，研究大腦功能和行為的復雜聯系，了解大腦對大量消息記錄、處理、應用、存儲和檢索的過程；歐洲的腦科學研究更加側重于對腦數據的研究，旨在深入研究和理解人類大腦的運作機理，在大量科研數據和知識積累的基礎上，開發出新的前沿醫學和信息技術；日本近期的腦科學研究突出“小精尖”特色，主要通過對狨猴大腦的研究來加快對人類大腦疾病，如老年癡呆和精神分裂癥的研究。

開放協同推進創新發展

腦科學具有跨行業、跨學科、高技術等特點，國外政府、軍方、高校、企業等各方力量均積極參與腦科學相關研究。2016年，多個國家60余名科學家齊聚美國，討論開展腦科學的全球合作，力圖推動“國際大腦空間站”的建設。歐盟的腦計劃由瑞士洛桑理工學院總協調，歐盟130余家有關腦神經科學、生命科學、臨床醫學和機器人技術的科研機構參與。美國的腦計劃中，除國立衛生研究院、國家科學基金會、國防高級研究計劃局、食品藥品監督管理局、情報高級研究計劃局5家聯邦機構外，還有谷歌公司、波士頓大學、西蒙斯基金會等16家機構團隊參與研究。

以腦科學助推人工智能

研究模擬人腦的結構與運行機制，是人工智能技術的研究前沿，與腦科學交叉融合，為人工智能技術向認知智能階段發展指明了方向。國外注重利用腦科學研究成果推動人工智能技術步入新的發展階段。美、歐、日等都將腦結構及運行機制研究列為重要內容，為人工智能技術新發展提供理論支撐。如美國科學家首次提出了基于先驗知識的感知學習方法，更接近人類智能特征，實現了人工智能基礎理論的新突破。在技術層面，功能磁共振成像技術和腦磁圖技術實現“思維成像”，類腦計算芯片已成功模擬人腦工作機制，為腦認知和類腦智能研究打下堅實基礎。

確保經費支撐項目實施

美國“腦計劃”為期1 0年，啟動資金超過1億美元，總投入將超過30億美元；美國政府多家聯邦機構每年投入1～2億美元參與“腦計劃”實施；美國國防高級研究計劃局（DARPA）每年投入數億美元用于腦科學相關項目；美國眾多基金、企業也積極參與腦科學研究，總投入已超過3億美元。歐盟在“人腦工程”中計劃預算為12億歐元，開展為期10年的研究。

高度關注軍事應用研究

腦科學具有巨大的軍事應用前景，將可能推動軍事領域的重大變革，美國等發達國家已進行了大量的探索研究，以確保其領先地位。例如，美國國防部DARPA專門成立生物辦公室，該機構近年來啟動了數十項旨在提高對大腦動態和機制的了解、推進相關技術軍事應用的項目，包括可靠神經接口技術項目、革命性假肢、恢復編碼存儲器集成神經裝置、重組和可塑性加速傷勢恢復，以及將模擬大腦用于復雜信號處理和數據分析領域等。