我们的大脑如何适应未来?“中国脑计划”牵头人这样说
我们的大脑如何适应未来?“中国脑计划”牵头人这样说
人类脑计划是继人类基因组计划之后又一个宏大的科学计划。2021年酝酿多年的中国脑计划正式启动。"一体两翼"的中国脑计划布局为何与其他国家不同?中国脑计划必须坚守的三个原则是什么?这一国家战略的实现有着怎样重要的意义?随着中国脑计划牵头人、神经生物学家蒲慕明一一解开这些问号,全世界脑疾病研究进展缓慢的原因、脑科学研究对人工智能发展的作用、它究竟如何造福人类等一系列问题的答案也浮出水面。
在为中国脑科学发展寻找路标的道路上,蒲慕明一路探险,秉承着忘我精神砥砺前行。他放弃了美国国籍恢复中国国籍,打造了世界一流的神经科学研究所。他深知20年前才起步的中国神经科学,此刻还是一个蹒跚学步的孩子,需要抓紧成长。而他也正在以"导游"的身份,把成功经验传达给年轻一代。
蒲慕明以"现代神经科学之父"卡哈尔鼓励年轻人要专注做科学:"卡哈尔说自己并没有很好的资质,但他非常专注,看定的目标和理论就坚持做到底,这是他对世界产生影响的主要原因。"
中国脑计划坚守的三个原则
"美国、欧盟最先开始人类脑计划,日本跟进,他们都已有10年的布局,中国在2021年启动,2021年到2030年是第一期。"
中国脑计划的布局是"一体"和"两翼","一体"以大脑认知功能的基础研究为主体,"两翼"则分别指向有实际需求的脑疾病诊断和治疗,以及人工智能与脑科学结合的类脑智能新技术。蒲慕明直言,从时间上说,目前中国脑计划落后了,但欧盟和美国的脑计划并没有完全成功,尤其是欧盟脑计划。
"相比之下,中国脑计划'一体两翼'的架构比欧盟和美国的都更全面、更完整。"但也必须认识到,中国的资源、人力都有限,"做脑研究的科学家数目、实验室是美国的十分之一、是欧盟的四分之一。所以我们必须坚守三个原则,第一个原则一定是有所为,有所不为;第二个原则,是我们一定要在重要的前沿领域占一席之地;第三个原则,是我们有一些优势领域,一定要更加强,一定保持领先。"
例如,中国科学家创造了全球首例高比例胚胎干细胞嵌合体猴,在世界领先。此外,在疾病领域,中国的疾病人群数目较大,找到病人的诊断指标、进行干预手段研发,我们具有世界领先的资源优势。"根据中国脑计划,2030年将完成两个重要脑区的全脑联接图谱。"
目前,人类脑计划各自为战,竞争非常激烈。蒲慕明认为,脑科学研究得到的数据,最好是全世界共享,像人类基因组的数据,需要有一个合理的共享机制。"欧洲国家的科学家都有意愿共享,但美国还没有,他们认为可以自己做,对于国际大科学合作的计划兴趣不大。"
他强调,跟人类基因组计划相比,人类脑计划的工作难度可能比基因组计划要高几个数量级,所以要全世界合作才有希望完成。
脑科学如何造福人类?
实际上,在脑疾病领域,全世界的进展都非常缓慢。"现在用的抑郁症药物都是20多年前研发出来的。阿尔茨海默病的抗体药,99%的研发都失败了。"
与之对比显著的是脑科学的飞速进展。蒲慕明曾做过统计,在1970年以后的诺贝尔生理医学奖中,有25%与脑科学直接相关。"有那么多基础研究的进展,抑郁症却没办法解决,成瘾的问题、老年痴呆都没有解决,究竟是怎么回事?"
多年在中国和美国的科研经历,让蒲慕明对于中西方科学探索思维方式的差异有着深刻的了解。"创新是欧美科学家最大的驱动力,他们更愿意去做0到1的创新,而不会全力投入做应用研究。这使得欧美脑科学虽然发展得很快很好,但对于脑疾病的治疗一直没有很好的突破。"
与西方科研传统相反,中国科学家是从国情出发,以目标为导向来推动基础研究。"中国想要在脑疾病领域领先,要发挥中国团队攻关的传统。'两弹一星'、航天工程,都是团队一起全力投入。"
除了药物治疗,用脑机接口方式治疗脑疾病,是一个潜力巨大的新技术。脑科学与智能技术正在不断交叉融合。蒲慕明认为,绝大多数人工智能,包括大模型技术,所需要的能耗马上就会到达一个瓶颈,目前需要有一个大模型,它的架构比现在的模型要更有效,而最有效的就是人类大脑处理信息的能力。"在5到10年之后,类脑人工智能可能会发挥更加明显的作用,比如陪护机器人,我相信10年之内一定会出现。"
随着新的大模型不断出现,虚拟世界也会变得更复杂。蒲慕明认为,当虚拟世界变得更复杂更真实的时候,这是一个危机,对人类大脑的能力会有直接影响。
"当我们意识到这个危机,就必须要有改变,包括人工智能带来的职业的变迁。或许50%的职业在15年之内都要消失,教育系统一定要重新考虑课程设置是培养什么,要培养能够利用人工智能,而不是被人工智能所取代的人。对人工智能的理解要更多,尤其是通识教育,必须要加上对人工智能的理解。"
做科学领域里的"导游"
尽管已是古稀之年,目前蒲慕明仍每周工作7天。他用言传身教告诉后辈,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)至今所取得的科研成果靠的是对"严谨的科学文化"的坚守。
一方面蒲慕明不懈推进中国脑计划,另一方面他也一直致力于培养青年科研人员。蒲慕明把科学领域里的人分为几大类,有探险者、导游、游客,他认为自己目前的身份是"导游"。
"我过去做了很多探险的工作,做出的东西都是别人没有做过的,做出来之后有很多人跟着做,这就叫做探险者。现在很多年轻人加入我的实验室,我的主要工作就是跟他们谈话,告诉他们要做什么,最合适的途径是什么,这就是导游。"
蒲慕明深知,20年前才起步的中国神经科学现在还是一个蹒跚学步的孩子,需要抓紧每时每刻不断成长。他曾给学生写过一封邮件,被广为称道。他在其中提到,学生必须把心思花在研究上,每周要研究6天。"为什么要严苛的时间规定,就是专注,年轻人要是不专注他现在的工作,他的下一步就有问题,他一定做不好,做不好就泄气了,就没有信心了。我对学生们说,如果不认可我这样的说法,可以离开。那时候我的实验室有二十几个人,只有一个人离开。"
对蒲慕明而言,专注做科学就是乐趣的来源。"第一届诺贝尔生理学或医学奖的获得者卡哈尔曾给青年科学家忠告,他说资质不是最重要的,他自己也没有很好的资质,但他非常专注,看定的目标和理论就坚持做到底,而这是真正让他最后实现突破,在世界产生影响的主要原因。"