《Neuron》上的中國腦計劃，引入中醫特色

作者：解螺旋.葉子

導語

時至今日，大腦依舊是人類認知的黑洞，大腦之謎是和宇宙之謎等量齊觀的科學難題。中國科學院神經科學研究所等研究機構在《Neuron》上發表了「中國腦計劃」的相關論文。

玩過紅警2的人都知道，這傢伙叫尤里。作為蘇聯方的特殊人員，他對於人腦的研究無人可及，結合與生俱來的天賦，使他擁有了心靈控制這樣的BT能力，讓蘇聯在前期取得的巨大的戰略優勢。

在科學領域，大腦與宇宙一樣，充滿著謎團。研究大腦的神經學科包括了神經生理、神經解剖以及心理學等眾多分支。神經科學已成為當代科學發展的最前沿，新技術，新發現層出不窮，日新月異。隨著20世紀新技術的出現，特別是計算機，信息學，人工智慧的出現，腦科學研究也正在出現新的研究浪潮。2013年開始，歐美就相繼開始的自己的「腦計劃」。

前不久，中國科學院神經科學研究所、中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心、香港科技大學生命科學部和分子神經科學國家重點實驗室、中國科學院自動化研究所在《Neuron》（IF：13.974）上聯合發表了一篇概述論文「China Brain Project: Basic Neuroscience, Brain Diseases, andBrain-Inspired Computing」，介紹了「中國腦計劃」在基礎神經科學、腦疾病和腦啟發計算上的研究進展。

當然，現在的腦科技還造不出尤里這種「科幻產物」。但其已經對大腦不同區域的功能結構，大腦細胞之間的聯結也有一個全方位的認識。對很多腦疾病的研究也有促進作用。「中國腦計劃」主要有以下內容：

一、基礎神經科學

這不封主要研究大腦對外界環境的感官認知，即探究人類對外界環境的感知，如人的注意力、學習、記憶以及決策制定等。不僅要描述不同層面的認知相關的現象，包括神經迴路、細胞、分子；還要對在不同層面觀察到的現象之間的因果聯繫的機制理解。

得益於腦成像技術和分子與細胞生物學的快速發展，在宏觀和微觀層面上對腦的理解已經取得了很大的進展。我們不僅能區分大腦不同區域的細胞類型，同時對大腦不同區域的功能結構，大腦細胞之間的聯結也有一個全方位的認識。大腦認知則體現在，有關大腦細胞形成節點的分子以及遺傳因素，腦活動的形成以及行為產生的機理等方面。

二、腦部疾病的早期診斷和干預

據估計，目前全國 13 億人口之中，約五分之一患有慢性精神疾病或者神經衰退性疾病。中國腦計劃旨在研究致病機制並為發展性（例如自閉症和智力遲鈍）、神經精神性（例如抑鬱症和成癮症）和神經衰退性（例如阿爾茲海默病和帕金森病）的腦科疾病開發出有效的診斷和治療方法。

診斷：早期的診斷從分子、細胞和神經迴路層面上開展病理生理學的研究；運用組學的方法有助於識別遺傳因素、細胞類型特異性表觀遺傳因子、蛋白質的表達和修飾、脂質的組成和代謝。高通量分析將有助於鑒定疾病特異性預後標誌物，闡明遺傳和環境之間的相互作用。

疾病模型：基於所識別的分子靶標的基因編輯的腦疾病 NHP 模型將提供用於理解發病機制和用於開發藥理學和生理干預方法。對於神經衰退性疾病，早期使用藥物來干預疾病進展是未來藥物開發的希望的方向。

早期治療：特定的腦功能定量測試將提供有價值的信息，用於識別高風險人群的特定大腦功能的早期干預。物理刺激的使用（涉及到諸如經顱刺激和經顱直流電刺激的工具）已經引起了對腦疾病的治療處理的廣泛關注，但是這些工具的使用卻缺乏特異性和生理健康的基本條件。識別基於各種功能障礙的特定神經迴路以及空間和時間上更精確的刺激方法將促進防止特定迴路功能惡化的神經調節作用。

大數據分析：中國擁有世界上最大的幾乎所有種類的主要腦部疾病的患者群體，所以迫切地需要早期診斷和干預。中國腦計劃為大量人群建立長期腦部健康記錄，將定量腦功能測試作為定期健康檢查的一部分，以及腦成像資料庫、基於血液的生物庫和健康以及患病的腦部的國家存儲庫。

中醫的引入：現代醫學實踐當中，中醫的使用受到其對經驗積累的依賴性而非基於證據的研究的阻礙，在許多基於中醫的藥物中難以複製草藥提取物的標準化混合物的劑量和組成，導致了缺乏治療效果的精確信息。許多研究人員現在正在從藥用草藥中分離活性成分，這些分離的化合物的天然產物庫也已經被開發來容易地篩選具有特定生物活性的分子，包括在神經系統的分子，其中鑒定的化合物面臨著嚴格的臨床前開發，類似於藥物的最佳選擇。

基因轉錄分析可用於提取表徵草本提取物、化合物或製劑的作用機制，以便測量它們在分子、細胞和身體層面上的作用。利用數學模型和演算法，來設計多種中醫成分的最佳混合物。通過智能方式利用中醫大量的數據，這大大降低了費用和勞動密集型分析，同時提高鑒定有效協同藥物組合的可能性。

三、類腦科學與人工智慧

最後，類腦科學研究，則主要應用於人工智慧技術的研發上。通過類人腦神經網路模型和計算方法的建立以及通過類腦計算、處理以及存儲設備技術的研究，有助於我們對新一代人工智慧機器以及類腦機器人等項目的開發。

當然，完全理解人類大腦的結構和功能是神經科學的一個有吸引力但遙遠的目標。但我們可以先定下一個小目標，比如鑒定阿爾茲海默症的早期分子或功能性標誌。

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