美国多项举措推进脑科学计划
2013年4月2日，美国推出了“通过推动创新型神经技术开展大脑研究”（BRAIN）计划。该计划为期10年，预期投入30亿美元，并最终确立了脑功能研究和神经技术工具研发两大研究目标。此后，美国国立卫生研究院（NIH）、美国国防部高级研究项目局（DARPA）、美国国家科学基金会（NSF）三大联邦机构相继开展研讨并提出了各自的研究重点。2014年2月，美国政府呼吁进一步采取行动推进BRAIN计划，并将BRAIN计划2015财年预算提高至2亿美元[1]。2014年6月5日，NIH的BRAIN小组发布了“BRAIN计划2025：科学愿景报告”，详细提出了NIH脑科学计划的研究内容和阶段性目标。2014年6月20日，加利福尼亚州提出了本州脑科学计划——Cal-BRAIN计划，明确寻求产业参与，其他各州也开始着手商议建立类似计划。本文对美国BRAIN计划推进举措进行介绍，并对其进行简要分析。
一、增加预算经费
美国联邦基金对BRAIN计划的资助主要通过NIH、DARPA和NSF这三大机构来提供。美国2015财年预算案计划对BRAIN计划的资助翻番，从2014财年的一亿美元增加到2015财年的两亿美元资金[2]，其中， NIH、DARPA、NSF的2015财年预算分别为1亿、0.2亿、0.8亿美元。这些预算不包括NIH将于2015财年提供给神经科学研究的其他55亿美元。私营研究机构，如艾伦(Allen)脑科学研究所、Kavli基金会也将为BRAIN计划提供基金支持。
二、研究重点各有侧重
美国BRAIN计划的研究目标经多次调整，最终确定为脑功能研究和神经技术工具研发两大方向。国家科学与技术理事会神经科学领域的跨部门工作小组协调BRAIN计划以及其他相关行动。NIH、DARPA、NSF等联邦机构积极响应这一计划，相继公布了有关招标指南，明确各自的研究重点和优先支持领域。
2015财年，NIH的研究重点是开发和应用新的工具来绘制大脑回路，探索回路中脑细胞的动态活动，研究回路和认知、行为能力之间的关系，这些研究将有助于理解大脑的复杂功能，以及人类行为和脑部疾病发生机制。针对BRAIN计划的重大挑战，NIH的BRAIN工作小组于2014年6月5日提交了《BRAIN计划2025：科学愿景报告》，建议制定一份2016-2025财年整个BRAIN计划的发展规划，阐述了NIH的7个高优先级研究领域、目标、具体成果、时间节点和成本评估[3]。建议第一个五年重点聚焦技术开发，第二个五年转向技术集成从而获得有关大脑的重要新发现。并建议在未来五年NIH的投资（2016-2020财年）增加到4亿美元/年，随后五年（2021-2025财年）增加至5亿美元/年，十年总额高达45亿美元（表1）。
NSF在BRAIN计划中将发挥其对基础科学和交叉学科资助的特点，侧重支持技术、方法、工具的开发，以及神经科学的基础研究，尤其是需要协作的跨学科科学及技术发展。2015财年，NSF加大对认知科学和神经科学研究的资助力度，主要集中于四个方面：创新性神经技术的发展；神经活动、认知、行为之间关系的基础研究；理解大脑如何对变化的环境作出响应、调整及受损后功能的恢复；培养下一代科学家。
DARPA通过资助脑功能研究，研发新型的基于神经技术的工具和产品，重点关注士兵脑部创伤后应激、脑损伤、记忆力减退的诊断和治疗效果，降低疾病伤害和负担，并探讨伦理、法律和社会问题，研究成果也可用于普通患者。DARPA也推动数据处理、成像、先进分析技术的发展，从而提高研究人员的能力。2015财年，DARPA主要对“恢复主动记忆”（RAM）、“用于新型疾病治疗方法的系统神经技术”（SUBNETS）、HAPTIX项目进行资助。
表1 BRAIN计划2025：科学愿景报告
| 时间跨度 | 10个财年（第一阶段2016-2020财年，第二阶段2021-2025财年） |
| 预算 | 投资45亿美元（2016-2020财年，每年4亿，2021-2025财年，每年5亿） |
| 任务 | 第一阶段：聚焦技术开发 第二阶段：技术集成，从而获得大脑研究重要新发现 两个阶段不是对立的，基于发现的科学研究在第一阶段将促进技术发展，深入的技术发展是后期转向探索发现所必需的。 |
| 优先研究领域 | 涉及多个学科领域和多种技术应用，对每个领域的两个阶段目标和成果进行了详细的规划。 1）探索大脑细胞类型多样性及作用； 2）大脑神经回路多尺度绘图； 3）大脑活动动态监测； 4）探索大脑活动和行为关联； 5）开发工具确定心理活动生物学机制； 6）创新研究技术，整合研究网络，推进人类神经科学发展； 7）整合多项新技术，全面研究心理功能机制 |
| 核心原则 | 1）人体研究和非人类模型并行发展；2）跨学科合作；3）整合空间和时间尺度；4）建立数据共享平台；5）技术验证和传播；6）考虑伦理问题；7）建立监督机制，成立科学委员会 |
三、各州开始建立相应发展计划
借力于BRAIN计划，加利福尼亚州作为一个生物产业集群，于2014年6月20日划拨200万美元率先建立了加利福尼亚神经科学先进创新研究蓝图（Cal-BRAIN）计划，该计划明确寻求产业参与，强调神经科学研究潜在的经济效益，并呼吁形成一个项目，旨在促进基础研究转化为商业应用。该计划可能是美国各州呼应BRAIN计划，组织开展脑科学研究的一个重要开端。同时，位于加州的谷歌公司有意同科学家合作进行大脑灵感计算以及大脑图谱绘制。
其他州的脑计划也处于萌芽状态，纽约州的科学家已与立法者进行商谈，讨论建立一项类似计划，BRAIN计划的带动效应正在显现。
四、BRAIN计划特点分析
人脑是自然界中最复杂的系统之一，脑科学研究一直受到全球的广泛关注。美国此次推出的BRAIN计划较之以往的科学规划更加全面和深入，它从大科学计划角度进行规划，整合所有相关科研资源，研究内容涵盖了工具技术开发、基础研究、疾病治疗。计划充分强调学科交叉和融合，注重先进技术和仪器的开发。
在计划的组织中，有专门的机构对计划实施进行协调，各参与机构各有侧重，并努力吸引产业参与。
BRAIN计划也在寻求国际合作，2014年3月，美国政府宣布将与欧盟HBP计划展开合作，以色列的大脑研究项目也将参与其中，这预示着脑科学研究有可能成为另一个大型国际合作计划。
尽管对于BRAIN计划的目标是否能实现还存在很多质疑，但是该计划将成为重要引擎，推动相关技术和科学的进步，带动相关产业的发展，而这一效应已开始显现。
（徐萍 阮梅花 许丽）
[1]A White House Call To Action to Advance the BRAIN Initiative. http://www.whitehouse.gov/blog/2014/02/24/white-house-call-action-advance-brain-initiative.
[2] Obama Administration Proposes Doubling Support for The BRAIN Initiative. http://www.whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/ostp/FY%202015%20BRAIN.pdf.
[3] NIH embraces bold, 12-year scientific vision for BRAIN Initiative.http://www.nih.gov/news/health/jun2014/od-05.htm.