脑科学发展形成“第二次浪潮”

吴 勤

脑科学研究是具有综合交叉和科学前沿双重特点的重大科学问题。近年来，在政策的强力支持和技术的推动下，脑科学研究的革命性突破不断涌现，成为最活跃的焦点前沿学科，受到各国高度关注。

脑研究领域的“第二次浪潮”给国家安全带来新的挑战

改变作战样式带来新变革。一方面，“脑控”技术的发展与应用，将使未来战场上的士兵可通过大脑直接操纵武器，实现“人机合一”，将极大改变现代战场样式。另一方面，“读脑”“控脑”等技术可以采集、破译、干扰和控制士兵的脑电波，开发意识干扰武器，进而从心理、精神上干扰和控制敌人，推动心理战升级，形成认知域这一新的作战空间，对我国军事安全构成重大挑战。

形成军事优势构成新威胁。一是脑科学的应用能使现代士兵具备高于常人的视力、听力、学习和记忆能力、战场作战能力及损害修复能力等，并能实现士兵与外界的实时信息接受与传输，进而实现战争的高效、远程控制和战场指挥，将为特种作战、“斩首”战术等提供全新的超能士兵，这些战术的运用及超级士兵的参战有可能迅速改变战场态势。二是脑类智能同武器装备结合，将充分发挥已有装备性能，大幅提升无人装备的智能化水平，使战场人员与系统具有更强的协同作战能力，将带来多方面的军事优势，对我国现有作战能力产生新的威胁。

各国争相布局战略计划

美、欧、日等世界发达国家先后启动了各自脑科学研究的重大计划，从顶层强化战略部署。美国相继提出“神经科学研究蓝图”计划(2005年)、投资达30亿美元的“通过推动创新型神经技术开展大脑研究”的国家专项计划(2013年)、《国家人工智能研究与发展战略规划》(2016年)；欧盟将“人脑工程计划”列入未来新兴旗舰技术项目(2013年)；日本出台了为期10年的“大脑和精神疾病计划”(2014年)；韩国在《脑科学研究推进计划(2008～2017)》基础上，2016年新发布旨在到2023年发展成为脑研究新兴强国的《大脑科学发展战略》；加拿大提出“拿大脑战略”(2011年)等；德国、法国等国也纷纷部署脑科学相关研究计划，进入抢占科技战略制高点的行列。

聚焦重点领域寻求突破

美国的脑科学研究重点聚焦绘制出显示脑细胞和复杂神经回路快速相互作用的脑部动态图像，研究大脑功能和行为的复杂联系，了解大脑对大量消息记录、处理、应用、存储和检索的过程；欧洲的脑科学研究更加侧重于对脑数据的研究，旨在深入研究和理解人类大脑的运作机理，在大量科研数据和知识积累的基础上，开发出新的前沿医学和信息技术；日本近期的脑科学研究突出“小精尖”特色，主要通过对狨猴大脑的研究来加快对人类大脑疾病，如老年痴呆和精神分裂症的研究。

开放协同推进创新发展

脑科学具有跨行业、跨学科、高技术等特点，国外政府、军方、高校、企业等各方力量均积极参与脑科学相关研究。2016年，多个国家60余名科学家齐聚美国，讨论开展脑科学的全球合作，力图推动“国际大脑空间站”的建设。欧盟的脑计划由瑞士洛桑理工学院总协调，欧盟130余家有关脑神经科学、生命科学、临床医学和机器人技术的科研机构参与。美国的脑计划中，除国立卫生研究院、国家科学基金会、国防高级研究计划局、食品药品监督管理局、情报高级研究计划局5家联邦机构外，还有谷歌公司、波士顿大学、西蒙斯基金会等16家机构团队参与研究。

以脑科学助推人工智能

研究模拟人脑的结构与运行机制，是人工智能技术的研究前沿，与脑科学交叉融合，为人工智能技术向认知智能阶段发展指明了方向。国外注重利用脑科学研究成果推动人工智能技术步入新的发展阶段。美、欧、日等都将脑结构及运行机制研究列为重要内容，为人工智能技术新发展提供理论支撑。如美国科学家首次提出了基于先验知识的感知学习方法，更接近人类智能特征，实现了人工智能基础理论的新突破。在技术层面，功能磁共振成像技术和脑磁图技术实现“思维成像”，类脑计算芯片已成功模拟人脑工作机制，为脑认知和类脑智能研究打下坚实基础。

确保经费支撑项目实施

美国“脑计划”为期1 0年，启动资金超过1亿美元，总投入将超过30亿美元；美国政府多家联邦机构每年投入1～2亿美元参与“脑计划”实施；美国国防高级研究计划局（DARPA）每年投入数亿美元用于脑科学相关项目；美国众多基金、企业也积极参与脑科学研究，总投入已超过3亿美元。欧盟在“人脑工程”中计划预算为12亿欧元，开展为期10年的研究。

高度关注军事应用研究

脑科学具有巨大的军事应用前景，将可能推动军事领域的重大变革，美国等发达国家已进行了大量的探索研究，以确保其领先地位。例如，美国国防部DARPA专门成立生物办公室，该机构近年来启动了数十项旨在提高对大脑动态和机制的了解、推进相关技术军事应用的项目，包括可靠神经接口技术项目、革命性假肢、恢复编码存储器集成神经装置、重组和可塑性加速伤势恢复，以及将模拟大脑用于复杂信号处理和数据分析领域等。