美國“腦計劃”組織實施體制機制和管理特點研究

王曄博，應益昕，李 慧，王 健

(中國科學技術部科技評估中心，北京 100081)

了解大腦是當今時代最具挑戰性的前沿科學問題之一，是人類理解自然和人類本身的“終極疆域”。腦科學，狹義一般指神經科學，是為了解神經系統內分子水平、細胞水平、細胞間的變化過程，以及這些過程在中樞功能控制系統內的綜合作用而進行的研究；廣義講是從生物腦的角度認識腦，還包括如何更好地保護腦、開發腦、創造腦。腦科學啟蒙于16 世紀以前，19 世紀進入了快速發展階段，20世紀60 年代，腦科學正式成為一門獨立學科，研究范圍幾乎涉及了生命科學的所有領域。進入21 世紀，腦科學研究呈現百花齊放、百家爭鳴的局面［1］。

世界各國高度重視腦科學的發展，提出各自的腦計劃，意圖搶占未來發展的戰略制高點。美國獨領風騷，歐洲、加拿大、澳大利亞、俄羅斯、日韓等為第二梯隊，以色列、中國等新興力量已嶄露頭角［1］。從2013 年開始，美國作為神經科學研究的超級大國，著手謀劃了新一輪的腦科學研究項目，即“基于創新神經技術發展的腦研究”（Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies,BRAIN），簡稱“腦計劃”［2］，旨在加深對人腦內部運作的理解，改善我們預防和治療腦部疾病的方式。

中國歷來重視腦科學領域的發展。《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020 年）》將“腦科學與認知”列為科學前沿問題，國家973 計劃、863 計劃和自然科學基金持續部署支持，中國科學院專門設立“腦功能聯結圖譜計劃”B 類先導專項，累計投入達40 億元以上。習近平總書記于2016 年強調，“腦連接圖譜研究是認知腦功能并進而探討意識本質的科學前沿，這方面探索不僅有重要科學意義，而且對腦疾病防治、智能技術發展也具有引導作用”。“十三五”國家科技創新規劃明確從更長遠的戰略需求出發，部署啟動“腦科學與類腦研究”等一批科技創新2030——重大項目。

當前，腦科學正處于關鍵的前沿探索與蓬勃發展階段，本文系統梳理美國腦計劃的組織管理體制機制，為探索完善市場經濟條件下的關鍵核心技術攻關新型舉國體制提供參考借鑒，有助于構建具有生命科學領域特色的攻關組織模式，以及高質高效地組織實施好“腦科學與類腦研究”科技創新2030重大項目。

1 美國腦計劃的決策部署

1.1 戰略決策

2011 年，艾倫/蓋茨/卡夫利專題研討會形成了腦活動圖譜（Brain Acitivity Map,BAM）概念［3-4］，為美國腦計劃奠定了基礎。2013 年2 月，美國總統奧巴馬在國情咨文中提出，“如果我們想制造最好的產品，那么我們就得向最好的思想投資。在繪制人類基因組的研究中，我國投入的每一美元對于我們的經濟都得到了140 美元的回報——每一美元都是如此。現在我們的科學家們正要繪制人腦，以揭開阿爾茨海默病之謎”，并呼吁對腦研究進行投資，標志著美國政府支持的大型腦科學研究項目拉開帷幕。2013 年4 月，白宮宣布了這項公私合作的國家大科學計劃——腦計劃，決定“動態了解大腦的活動情況，并更好了解我們的思維方式，學習方式和記憶方式”［2］。

1.2 實施方案編制論證

美國作出實施腦計劃的戰略決策后，許多神經科學家認為腦計劃與腦活動圖譜概念有較大區別，并未提出腦計劃的具體目標、實施周期等具體內容。美國國家科學基金會（NSF）等專門召開了一次討論會，參會科學家就腦計劃研究內容不斷爭論［5］。為此，由美國國立衛生研究院（NIH）院長牽頭，組織相關學科頂級科學家，組成NIH 院長咨詢委員會（ACD）的腦計劃高級別工作組，基于“促進前所未有的跨學科研究”的整體思路，制定NIH 腦計劃實施方案，為所有參與者提供指南［6］。工作組主要開展了三方面工作，包括綜述神經科學的最新進展；闡明實現腦計劃科學愿景的短期、中期和長期科學目標；為實現這些目標，制定科學技術路線。2014年6 月，工作組向ACD 提交了最終實施方案，即《腦科學2025：科學愿景》（《BRAIN 2025 Report》）［7］。

該實施方案闡明7 個主要目標和7 個核心原則（即科學和道德愿景），圍繞目標和原則展開說明了研究背景、理論依據、分階段目標、科學計劃、預期成果、科學組織、經費預算等內容。方案認為：（1）實現愿景的最佳途徑是加速技術研發，重點是要通過研發和應用新技術、新工具，找出神經系統不同狀態下的工作機制［8］。（2）擬定的短期和長期目標存在無法完成的可能，未來的科學發現、技術發展會引出更加需要優先發展的研究領域，或由于無法預見的因素導致當前一些長期目標的重要性降低，因此，必須根據科學發展趨勢判斷具體項目的成效，及其與腦計劃的持續相關性。（3）建議成立科學咨詢委員會，以指導、適時評估并更新計劃目標和原則。（4）建議NIH 腦計劃分兩個5 年階段實施，第一階段重點是支持技術和方法的開發、驗證，從2016 財年開始，NIH 預算增至每年4 億美元，第二階段重點是集成技術、促進形成腦的根本性新發現，NIH 預算增至每年5 億美元［9］。

2 美國腦計劃組織架構

美國腦計劃實施過程復雜，涉及聯邦政府、私營行業、慈善機構、非營利組織、學院和大學等多種類型機構，這些機構根據戰略目標，分別組織部署有針對性的研究任務，并協同協調推進。目前，腦計劃形成了“白宮決策動員—腦計劃聯盟協調—各成員組織實施”的基本組織架構。

2.1 決策指揮層：白宮決策動員

美國腦計劃由總統直接決策并親自動員，通過白宮科技政策辦公室（Office of Science and Technology Policy,OSTP）領導指揮、協調推進。

2.2 組織協調層：腦計劃聯盟協調

腦計劃成立聯盟（BIA），協調和促進相關機構之間交流溝通，有組織地開展工作，實現合作伙伴之間的協同。腦計劃聯盟包括美國聯邦成員、非聯邦成員，其附屬研究機構也參與其中。

聯邦成員包括NIH、NSF、國防高級研究計劃局（DARPA）、美國食品和藥物管理局（FDA）、情報高級研究計劃局（IARPA）等5 家機構。各聯邦機構研究內容有所側重，NIH 致力于腦科學研究相關新工具、技術的開發和應用；NSF 注重神經回路相關研究，加速神經科學和神經工程基礎研究、新技術開發和基礎設施建設，鼓勵產學合作伙伴關系；DARPA 重點關注腦部創傷后診斷和治療，推動發展腦數據處理、成像和先進分析技術；FDA 與其他機構合作，開發可用于人體的醫療和研究設備，提高神經醫療器械監管環境的透明度；IARPA 重點支持相關應用研究，通過多學科方法來促進理解大腦及其運作等［10］。

非聯邦成員包括20 家以上的世界頂尖機構，涵蓋大學、基金會、企業、私營部門等，與聯邦機構相互配合、共同推進。如，卡夫利基金會（Kavli Foundation）資助醫學機構建立腦科學聯合研究所，開展新一代神經科學與醫療相結合的技術研發，建立數據共享平臺；艾倫腦科學研究所（Allen Institute for Brain Science,AIBS）開展了大規模腦皮質基礎科學研究，可提供大量腦科研研究相關資源，包括腦觀察平臺、細胞類型數據庫等［11］。

2.3 實施管理層：各成員分頭組織和實施推進

NIH 是腦計劃的管理機構和主要資助者，各聯盟成員按職責分工部署實施和管理推進。

NIH 成立2 個工作組，進行整體設計并提供評估指導。（1）2013 年組建ACD 腦計劃高級別工作組，由兩位專家共同主持，職責是編制實施方案；2018 年成立工作組2.0，替代原工作組，職責是為ACD 提供科學指導，以更好推動科學愿景實現。（2）2015 年成立神經倫理學工作組，由神經倫理學等領域的專家組成。職責是研究神經科學的倫理、法律和社會意義，研判和預測倫理挑戰，提供應對方法和倫理學咨詢，發布相關指導文件，并確定神經倫理學研究項目等。

NIH 成立多理事工作組（Multi-Council Working Group,MCWG），強化日常監督和評估。該工作組由NIH 相關研究所聯絡員及專家、其他聯邦機構專家、指定聯邦官員等共同組成，職責是對NIH 腦計劃的實施進行持續監督，評估項目（計劃）進展情況等，確保做好計劃內部的統籌協調和信息共享。此外，NIH 于2020 年3 月任命John Ngai 作為計劃主管，負責NIH 腦計劃的戰略執行和日常運營。

鑒于腦科學研究的跨領域性質，NIH 資助的項目由其10 個附屬研究所共同管理。包括國家替代醫學和綜合健康研究所（NCCIH）、國家老齡化研究所（NIA）、國家生物醫學成像與生物工程研究所（NIBIB）、國家藥物濫用研究所（NIDA）、國家神經疾病和卒中研究所（NINDS）、國家眼科研究所（NEI）、國家防止乙醇濫用與乙醇中毒研究所（NIAAA）、國家兒童健康與人類發育研究所（NICHD）、國家耳聾和其他交流障礙研究所（NIDCD）、國家心理健康研究所（NIMH）。這些研究所的研究方向與NIH 腦計劃的研究領域相輔相成［12］，見圖1。

圖1 美國腦計劃組織架構

3 美國腦計劃主要管理機制

腦計劃的組織實施具有規模大、跨學科跨部門、機構多等特點，非常重視溝通交流與協調協同，注重資源共享、信息公開和國際交流合作，從組織協調、資金投入、開放共享、合作交流、人才培養、監督評估等方面構建了具有特色的組織管理模式。

3.1 組織協調機制：有效開展跨部門、跨學科交流

腦計劃通過組織召開腦科學相關的各類工作會議、專題研討會，有效促進跨部門、跨學科之間的交流和合作，加速推進腦科學研究進程。（1）在計劃層面定期組織召開研究者大會，參會人員包括國會議員、聯邦機構官員、非聯邦成員代表、受資助研究人員、媒體和公眾等，目的是分享科學發現和潛在研究方向，研究確定協同創新等事項。（2）不定期組織召開專題研討會，聯邦機構、非聯邦成員針對各自研究方向及進展，開展有益探討。三是NIH 各工作組定期組織召開工作會議，推動計劃管理實施。

3.2 多元投入機制：政府長期穩定投入，引導社會資金廣泛參與

腦計劃構建了多元投入的資助體系，有力保障腦科學基礎前沿技術研發資金的持續穩定，有力支撐開展大規模、長周期的創新研究。2013 年美國腦計劃啟動以來，聯邦政府不斷加大投入力度。截至2020 年年底，通過國會常規撥款程序及21 世紀治愈法案，僅NIH 已支持部署900 多個項目，投入約18 億美元；2021 財年，NIH 獲得撥款5.6 億美元；預計到2026 年，總投入將達到58 億美元［13］。在腦計劃引導下，基金會等私營機構熱情高漲，參與機構數量多，資金投入力度與政府撥款持平甚至更高。

3.3 開放共享機制：建立信息公開平臺，推動資源共享與協同創新

腦計劃重視信息公開和成果宣傳。（1）為有效實現“與科學界共享使用腦計劃開發的技術和工具”目標，腦計劃聯盟設立專門網站，全面介紹腦計劃相關背景信息、里程碑事件、重要進展和成果、資助機會和工作動態等。（2）NIH 設立腦計劃網站，實時更新工作動態、會議情況、重要事件以及突破性進展和成果等。

腦計劃重視和大力促進數據標準化、可利用。（1）實施方案中強調要以標準化方式收集數據，建立共享數據平臺和數據分析工具，提高數據的可重復性、可使用性、可開發性和可比較性，并突出用戶訪問和專家管理等功能。（2）制定數據共享方案，確定各類數據標準、共享時間節點等要求，通過數據平臺建設，及時轉化數據成果，并推動數據資源開放共享。

3.4 產學研合作機制：創新資助類型，加快技術產品開發

腦計劃通過創新部署公私合作項目、傳播項目等多種類型的專題研究，更好推進產學研高效合作和跨界集成，加快科研成果推廣應用和技術產品開發。

資助公私合作項目，促進臨床研究人員與最新一代Ⅲ類（侵入性、造成重大傷害風險）記錄類醫療設備的制造商合作，充分利用制造商已有安全性、有效性數據，加速臨床研究進度。主要措施包括：NIH 與設備制造商簽署風險共擔協議；制定合作研究協議、保密協議；簡化學術機構與制造商合作的法律和行政程序等［14］。

傳播項目包括系列主題子項目，旨在為科學家提供從技術發明到成功產品開發所需知識和教育資源。如，設立商業化創新項目，為醫療器械研發人員提供了專業業務框架和基本工具，促進生物醫學技術從實驗室（概念）成功轉化到市場（診所）；設立NSF I-Corp 項目，通過提供課程，幫助研究人員與潛在客戶、合作伙伴和競爭對手溝通交流，促進產品從實驗室推向市場。

3.5 人才培養機制：強化人才隊伍發展，注重人員構成多樣化

腦計劃注重提升人才隊伍的專業技術能力，建設多樣化人才庫，共享專業知識技能。（1）部署培訓專題研究項目，提供早期職業培訓機會，確保青年科研人員具備必要技能、領導科學突破。（2）提供跨學科的職業發展機會，增強專業技術能力。（3）2021 年3 月發布“加強多元化觀點計劃”（Plan for Enhancing Diverse Perspectives），要求申報項目必須詳述團隊組成和采取的措施等，促進和保障人才多樣化。此外，還設立高級博士后職業轉型獎等［15-16］。

3.6 評估和調整機制：重視階段性評估，動態優化調整

腦計劃始終強調評估和動態調整的重要性，實施過程中注重項目（計劃）層面的日常監督和評估。隨著腦計劃進入實施中期，工作組2.0 以及神經倫理學工作組組織開展了腦計劃中期評估。評估主要采用科學家講演、小組研討、訪談以及公眾評議等方式，召開系列公開的國際會議。

工作組2.0 歷時1 年半，于2019 年6 月提交了計劃實施中期報告，主要內容包括：前期活動和計劃實施進展；調整更新實施方案目標；研判技術開發新機會，確保價值最大化；強化跨領域研究；并提出2020 財年的優先領域等［17］。

神經倫理學工作組重點總結評估了實施方案優先領域，分析研判新工具、新技術可能引發的神經倫理問題，并于2019 年提交了神經倫理學專題報告［18-20］。

3.7 積極引領和推動國際大科學計劃

美國腦計劃部署實施3 年后，美國政府在2016年聯合國大會上宣布發起國際腦計劃，積極倡導和參與國際大科學計劃。2017 年12 月，來自世界主要國家的代表正式宣布成立國際腦計劃。美國腦計劃作為國際腦計劃的一部分，進一步提升了美國在該領域的領導力和國際影響力［2］。

4 美國腦計劃對國家重大科技項目的啟示和建議

4.1 突出戰略前瞻謀劃和科學系統設計

加強戰略謀劃。美國在科技前沿領域采取全面領先戰略，腦計劃是在科學家自下而上提出建議的基礎上，總統自上而下迅速決策、前瞻布局，有力確保了美國在腦科學領域的先發優勢。當前，國家全面開啟了向創新型國家前列邁進的新征程，腦科學作為戰略價值極大的前沿必爭賽道，要審視大勢大局，把握機遇挑戰，科學準確預判，前瞻布局、趨利避害，贏得未來發展的主動權。

聚焦有限目標。美國腦計劃通過集體計劃過程建立里程碑，并就計劃目標達成共識。針對生命科學領域大科學計劃，要確定清晰明確的戰略目標和可以考核的具體目標，確定實際可行的技術路線和里程碑節點等，把握好目標導向和前沿探索之間的平衡［21］。

注重系統統籌優化。腦科學研究產生海量數據，要更加重視數據標準化、數據平臺建設等共性基礎服務及同步升級；更加重視道德倫理，強化神經倫理學的同步研究部署和審查論證。四是始終堅持科技界全程參與，廣泛聽取觀點意見，科學頂層設計和戰略研究。

4.2 營造開放共享、協同協作的創新生態。

加強信息公開。建立完善計劃管理和服務的信息化平臺，加快數據、成果等信息資源的公開，減少由于信息不對稱導致的資源浪費、效率低下和進度滯后，推動技術成果的宣傳、驗證和推廣應用。加強組織協調、協同合作。暢通科學研究、產業行業等之間的互動交流渠道，鼓勵組建創新聯合體、聯盟等行業組織，促進開放交流和深入協作。

加強國際交流，積極融入國際大科學計劃。腦科學研究涉及范圍廣、復雜性大、不確定性高，要統籌利用好國際國內兩種資源，一方面加大國際引智力度、招募頂尖優秀人才，一方面積極參與國際腦科學計劃，充分利用國際資源平臺，不斷提升領域話語權，努力牽頭實施國際大科學計劃。

4.3 重視監測評估和動態調整

按照重大項目執行全生命周期，將監測評估嵌入管理程序和重要環節，與日常管理和監督工作銜接貫通。構建完善監測與評估體系，注重標準化與規范化，加強對項目（課題）的日常監測和關鍵節點考核，定期組織開展監督評估。借鑒美國腦計劃的中期總結評估經驗，在重要節點全面總結，評估組基于廣泛研討，總結評估、修改完善實施方案，并為下一階段計劃實施提供科學指導。

建立響應及時、科學高效的動態調整機制，有效銜接監測評估，把握國際國內態勢需求，及時調整規劃設計和重點任務，防范化解重大風險，保障項目（計劃）順利實施。