蒲慕明|中国脑科学研究怎么做?蒲慕明院士:有差距,我们要有探险家( 二 )
“我们还希望知道认知功能的发育过程,小孩子刚出生的时候为什么智能会出现,大脑成长过程怎么回事?也希望从中得到一些灵感,对构建器件、人工网络有一些启发 。”蒲慕明提到,在这一层面,还需要探究环境、遗传因素等对认知功能的影响 。
探究所有这些因果关系、全景式理解这些未知,我们首先需要一张大脑“地图”,“这就是神经联接图谱 。”在科学家绘制这张图谱的过程中,空间分辨率从毫米到微米,再进一步精细到纳米级别,分别称为宏观图谱(核磁共振成像)、介观图谱(光学显微镜)和微观图谱(电子显微镜成像) 。
蒲慕明提到,介观层面一旦清楚我们就可以理解很多环路的工作原理,而目前中国在介观图谱层面处于世界领先 。中国科学院院士、华中科技大学武汉光电国家研究中心生物医学光子学功能实验室教授骆清铭等人此前创建了具有亚微米体素分辨率的全脑显微光学切片断层成像(MOST)技术,这一技术满足了全脑介观神经联接图谱绘制的重大需求 。
蒲慕明提到,利用这一技术,我们三维重构了52个小鼠皮层神经元的轴突全脑投射图谱 。“重建整个小鼠的图谱,未来5年可以完成,15年左右时间我们要把猕猴灵长类图谱绘制清楚 。”复杂程度不可想象的,“需要数理科学家、信息科学家等共同工作 。”
脑健康普查:中国标准为世界脑健康做贡献
在前述的“两翼”中,有一翼面向脑疾病诊治 。蒲慕明表示,根据世界卫生组织(WHO)的统计,包括各种神经类和精神类疾病在内的脑相关疾病,是所有疾病里社会负担最大的,超过了心血管疾病和癌症 。同时,在老龄化社会到来之际,神经退行性等疾病日益突出 。
“我们的社会面临很大的负担,更严重的是我们在治疗脑疾病方面没有很有效的药 。”当然,不光在中国,全世界都是如此,幼年期自闭症障碍、成年期抑郁症、老年期退行性疾病等各种重大脑疾病,科学界提出了一些理论,但均没有解决之道 。
“要等我们把致病机理搞清楚就太晚了,社会负担太大了,我们要在这之前对疾病有预警,有早期诊断 。”基于这种思路,中科院脑科学与智能技术卓越创新中心/神经科学研究所在2016年启动脑功能检查工具集研发项目,最终形成一个具有15项脑功能定量检测的工具集,“玩一些游戏,做一些脑电记录、眼动记录,都是客观的 。一个半小时给你一个数值,我就知道你的长期记忆、短期记忆怎么样 。”
蒲慕明在演讲中介绍道,去年,这一工具集在上海各医院和精神卫生中心试用 。他希望,到2025年可以实现如下目标:建立各项脑功能指标随年龄的正常分布和异常界定标准、在长三角各大医院实现老年人群全面实施脑健康普查、为脑疾病早期预防和诊断提出指导性建议和方案、为各种异常功能提供特异性的早期干预方案和手段 。
“这在全世界都是没有的,国际上的诊断都是问卷,问你记不记得今天早上吃了什么东西,记不记得你父母的名字,这些都是主观成分很大的 。”蒲慕明进一步希望,到2050年,这个方法能够推广到全国、全世界,“有一个中国标准对世界脑健康做出贡献 。”
当然,这一脑健康普查之路刚刚起步 。蒲慕明对澎湃新闻(www.thepaper.cn)同样提到,目前工具集为1.0版本,“不断在改,改得使用起来更加友好、更好玩 。”而在目前的开展过程中,遇到的问题则主要是病人或者健康人愿不愿意做,“需要做一个半小时,还是效率的问题,要更有效 。”
脑机接口:我们愿景更大,花很多功夫去做闭环
蒲慕明在演讲的最后一部分则重点阐述了前述“两翼”中的另一翼,即脑机智能技术 。其中特别谈到了当下科学界最为热门、公众也格外关注的脑机接口(BCI),“大家看到马斯克不断展示他新的脑机接口,我们国内是什么情况?”
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