“目前，我們已經(jīng)知道孤獨癥主要由復(fù)雜的遺傳變異引起，涉及百十個基因，這得益于過去10多年新一代基因測序的快速進(jìn)展。接下來就是要弄清這么多不同基因的變化，為什么會導(dǎo)致同樣的社交行為缺陷等孤獨癥癥狀。”全國政協(xié)委員、國家衛(wèi)健委醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)重點實驗室主任、浙江大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究院院長羅建紅樂觀地表示，未來10年，針對遺傳發(fā)育病理機(jī)制的孤獨癥新療法有望取得突破。

在羅建紅看來，“十四五”是我國腦科學(xué)研究的關(guān)鍵期。我國腦科學(xué)研究在各類科技項目的支持下，經(jīng)過20多年的積累，對基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)若干領(lǐng)域的研究已經(jīng)非常深入，很多創(chuàng)新技術(shù)和手段也比較成熟，因此已到了系統(tǒng)整合解決腦科學(xué)重大問題的關(guān)鍵節(jié)點。

系統(tǒng)整合 期待突破

“中國腦計劃是一個長期的規(guī)劃，像科技創(chuàng)新2030—‘腦科學(xué)與類腦研究’重大項目都是對未來10年所作的規(guī)劃。”羅建紅介紹，20世紀(jì)90年代，分子和細(xì)胞技術(shù)的發(fā)展，帶來了從大腦重要蛋白質(zhì)入手解析神經(jīng)元功能的黃金時期，同時還發(fā)展出許多基于分子和細(xì)胞的新技術(shù)，如光遺傳學(xué)操縱神經(jīng)元功能等，使得進(jìn)入21世紀(jì)以來，神經(jīng)科學(xué)可以在更精深層面聚焦神經(jīng)環(huán)路、系統(tǒng)和行為水平的研究。

“中國腦計劃‘一體兩翼’的布局中，‘一體’強(qiáng)調(diào)的是對大腦本身的認(rèn)識，特別是對神經(jīng)系統(tǒng)運作的認(rèn)識。”羅建紅介紹，在神經(jīng)環(huán)路運作機(jī)制這個關(guān)鍵方向上，我們已經(jīng)可以深入研究并操縱單個特定的神經(jīng)元及其連接。

“兩翼”其一是對腦疾病的研究。通過非侵入性技術(shù)的應(yīng)用，我們對神經(jīng)精神疾病有了更深入的認(rèn)識，包括早老性癡呆癥、抑郁癥等，由此為基于疾病動物模型的病理機(jī)制研究提供了關(guān)鍵問題，利用綜合技術(shù)研究病理機(jī)制又為新藥靶發(fā)現(xiàn)和新療法研發(fā)提供了極大的機(jī)遇。

“可以說，‘十四五’規(guī)劃中啟動未來10年的腦科學(xué)研究，是在前20年研究基礎(chǔ)上的新征程，其特征將是在跨學(xué)科理論框架的引導(dǎo)下，整合不同組織層面的研究技術(shù)，系統(tǒng)回答神經(jīng)科學(xué)各領(lǐng)域的關(guān)鍵科學(xué)問題。”羅建紅認(rèn)為，現(xiàn)階段腦科學(xué)研究已經(jīng)到了一個關(guān)鍵的時間點，可以更加系統(tǒng)地理解神經(jīng)科學(xué)，從而解答更前沿的腦科學(xué)領(lǐng)域問題。

兩“腦”在互鑒中融合發(fā)展

隨著對大腦認(rèn)識的深入，也促進(jìn)了另“一翼”——類腦科學(xué)的發(fā)展。“從計算機(jī)誕生那天起，就有人把它和人腦的運作方式進(jìn)行比較。”羅建紅說，它們的共同特點是處理信息，同時又各有其獨到的地方。

“通過了解人腦的運作方式，為計算機(jī)設(shè)計打開新的窗口，是類腦科學(xué)的出發(fā)點。”羅建紅認(rèn)為，目前這個領(lǐng)域已經(jīng)到了兩“腦”相互借鑒的階段。計算機(jī)中的一些人工智能的算法、理論模型，可能就是生物腦神經(jīng)運作已經(jīng)實現(xiàn)了的算法。更深入認(rèn)識進(jìn)化數(shù)億年人腦的運作規(guī)律，會為計算機(jī)和人工智能的研究與應(yīng)用開辟新天地。對人腦研究來說，借鑒計算機(jī)的數(shù)理原理，也將提供理解神經(jīng)元編碼處理信息規(guī)則的重要工具。

此外，未來10年，腦機(jī)接口的應(yīng)用也值得期待。一方面，腦機(jī)接口技術(shù)可以直接從人腦里提取信息，來完成各種各樣從簡單到復(fù)雜的對外部設(shè)備的操控;另一方面，通過反饋信息輸入形成閉環(huán)反饋，可以用來調(diào)控和改善人腦的功能。(陳 曦)