本期专题简介

<正>2013年春季,欧盟和美国分别启动耗资巨大的脑研究计划——欧盟的"人脑计划"和美国的"推进创新神经技术脑研究计划",引起全球各国政府和科学家的关注。这同样也引起了中国广大科学家和科学爱好者们的关注。为此我刊特组织了《脑科学》的专栏,比较系统地介绍了脑科学中有关心智游移、意识、视觉,以及脑科学与信息科学的交叉领域等的研究进展。     

当前脑科学的发展态势和战略——访复旦大学脑科学研究院杨雄里院士

正进入21世纪以来,美欧等国家和地区先后启动了脑研究计划,中国也在几年前酝酿以重大专项形式开展自己的脑研究计划。探索和揭示人脑功能奥秘一直是人类和科学界的梦想。早在1990年,美国就曾把20世纪90年代命名为"脑的十年",并执行了相应的科学计划。进入21世纪以来,随着知识的积累,科技手段的不断出新,美欧等国家和地区先后启动了脑研究计     

尖端创新神经技术脑研究计划:美国脑研究计划评介

正作为神经科学研究超级大国的美国,正拟启动尖端创新神经技术脑研究计划。该计划此前称作脑活动图计划,已经过一年多的筹备性论证。计划的主要目标是,通过包括纳米技术在内的一系列技术创新,全面构造神经活动图谱,以求在神经-精神疾病诊治及智能机开发上取得突破。围绕计划目标之可行性存在大量争鸣。     

脑胶质细胞:另一种大脑作图方式

<正>在推进人脑研究的进程中,美国神经学家R·道格拉斯·菲尔兹(R.Douglas Fieids)认为:作为大脑组成部分的非神经元细胞——脑胶质细胞——一定不能被雄心勃勃的人脑研究计划拒之门外。自从奥巴马总统宣布"使用先进神经技术的人脑研究计划(BRAIN)"以来,即寻求对实验动物整     

新大陆:探秘脑科学

<正>继人类基因组计划(HGP)之后,人类开始向自然科学的最后一块疆域——大脑——发出了挑战:在欧洲和美国先后宣布启动"人脑计划"研究之后,中国的"脑科学计划"也呼之欲出。6月28日,以"新大陆:探秘脑科学"为主题的第41期上海科普大讲坛上,来自中、美、欧等国的科学家向公众解读了各国的"脑科学计划"。自2013年1月启动的欧盟"人类大脑计划",在未来10年内将投入10亿欧元,除了重点研究医学和神经科学外,还有未来概念的计算机技术。本次主讲嘉宾、瑞士洛桑理工学院的欧利弗教授认为:"如果我们弄清人脑电信号的传输机制,就有望开发出模拟大脑机制的计算机。同样将历时10年、总投资约45亿美元的美国"大脑基金计划"将从     

欧洲脑科学计划新动向

<正>作为入选欧盟委员会"未来和新兴技术计划"两个"旗舰"项目之一的"欧洲人脑计划"(HBP),最近因其董事会在调整二期方案中拟大幅减少在认知神经科学实验方面的投入,引发了欧洲神经科学界的不满。2013年10月启动的耗资十亿欧元的欧洲"人脑计划"(HBP),是一个旨在进一步加深理解人类大脑的庞大计划,为治疗神经系统疾病和开发信息技术开辟了新的途径。HBP是欧盟委员会"未来和新     

欧洲人脑计划:志在先声夺人

<正>欧洲启动的大科学项目"人脑计划"主要是以模拟人类大脑功能之研究目的,不管它最终能否实现这一目标,这一计划都将为神经科学研究提供更多的帮助。从大型计算到成像技术,技术的日新月异使得我们可以想象,总有一天我们将了解人体最复杂的器官——大脑——是如何工作的。     

欧盟石墨烯旗舰计划开花结果

正历时8年的欧盟石墨烯旗舰计划硕果累累,产出包括相关产品、衍生公司和先锋项目。石墨烯层沉积在硅晶片上,用于比利时微电子研究中心(IMEC)开发的微电子和计算应用2013年,欧盟启动了一项为期10年、斥资10亿欧元的计划,称为石墨烯旗舰计划(Graphene Flagship)。这是欧盟有史以来规模最大的三个有针对性的技术研发计划之一,旨在为石墨烯二维材料创造应用和市场,并使欧洲占据石墨烯技术的最前沿。欧盟于2013年启动了另一个专注于人脑的旗舰计划,于2018年启动了涵盖量子技术的第三个旗舰计划,这两个计划也都是为期10年、斥资10亿欧元。     

欧洲人脑计划成败几何

<正>为期十年的人脑计划在2023年9月份结束。《自然》审视了其成就和曲折的历史。作为由欧盟资助的最大型研究项目之一,欧洲人脑计划（Human Brain Project,HBP）历时长达10年,于2023年9月结束。HBP由近500名科学家参与,耗资约6亿欧元,其宏大目标是通过在计算机里建立大脑模型以探索其奥秘。项目执行期间,在HBP的资助下,研究发表了数千篇论文,并在神经科学领域取得了重大进展,例如创建了至少200个脑区的详细三维地图;开发了用于治疗失明的脑植入物,并使用超级计算机对记忆和意识等功能进行建模,并推进了各种大脑疾病的治疗。     

人工脑和仿神经结构工程

对人工脑和仿神经结构工程的历史和现状作了综述,也对用机器忠实地拷贝整个人脑是否必要和可行作了思考。     

欧盟“人脑计划”未来能否实现?

今年1月,欧盟启动的一项耗资10亿欧元的人脑计划(HBP)称,欲在10年内重构人类大脑这一人体最复杂的器官。对此,支持者与批评者们各持己见。究竟谁才是正确的呢?多年以来,神经学家亨利·马克拉姆(Henry Markram)一直声称,十年之内他能通过计算机模拟人的大脑。通过前期论证与调研,今年1月23日,欧盟委员会为此决定启动一项专门计划——人脑     

探秘大脑 造福人类

<正>最新一期"上海科普大讲坛"邀请到当今世界顶尖的神经科学研究专家,请他们解读正在启动和实施中的中国、美国和欧洲的人脑研究计划,特别值得提到的是,正是在这次会上首次提到了中国的脑科学计划。三位受邀演讲的神经科学家分别是:中科院上海神经科学研究所主任、中科院脑科学卓越创新中心主任,中科院外籍院士蒲慕明;加州大学圣地亚哥分校(UCSD)特聘教授、神经科学学科主任威廉·莫布里和洛桑理工学院欧利弗教授。本刊受邀刊发此次上海科普大讲坛的内容,其中浦慕明先生的文稿已经本人审定;另两位报告人的文稿未经本人审阅。另外文中涉及的标题均为编者所加。——编者     

欧盟称伽利略计划进展顺利

欧盟委员会在一份介绍伽利略计划进展情况的报告中指出,2002年～2005年是伽利略计划的发展阶段,进展非常顺利。目前,具体负责实施伽利略计划的联合企业体已经组成,头两颗实验卫星的订单也已发出,实验卫星预计在2006年夏天传回信号。欧盟委员会还表示,尽管伽利略计划耗资巨大,但资金问题目前已大体解决。此外,欧盟已于2003年10月与中国签署了相关合作协议,并正与其他一些国家就合作问题进行谈判。目前,欧盟还在与美国政府就伽利略系统与美国全球卫星定位系统(GPS)的兼容问题进行谈判。欧盟委员会表示,相信双方在下一轮谈判中能达成协议。伽…     

专注于大脑皮层研究领域的青年学者——访华师大脑功能基因组学重点实验室陈爱华研究员

<正>近年来与脑研究有关信息出现的频率不断增多,先是这两年介绍的美国、欧洲相继推出的脑研究计划,几周前公布的今年诺贝尔生理或医学奖也是奖励因"发现构成大脑定位系统的细胞"方面的工作,这些信息汇聚成一种认知就是,经多年的孕育累积,脑科学研究具有了某种加速发展可能的同时也被赋予了更多的期待,这里既有对未知探索的兴趣牵引,更有现实中海量社会需求的亟待满     

脑功能理论的当代发展和前沿研究计划

21世纪以来,研究人员逐渐揭示出人脑前额叶特别是内侧前额叶的认知功能,脑内的社会镜像神经元系统以及默认网络.这些发现,扩展了20世纪关于经典特异神经通路和网状非特异系统的概念,认识到人脑含有4类机能解剖系统.除了并行协同工作的特异系统和网状系统外,人脑还有以180°相位差交替转换式活动的默认网络和社会认知网络.在所概括的4条神经信息处理机制中,由于自然脑进化的遗传保守性,人脑和动物脑共性大,而与电脑间存在本质差异.人脑功能的独特性体现为社会属性和生物属性高度融合的巨复杂性、四层次性及其包容性.本文简要介绍了脑连接组计划、脑活动图计划和中国脑计划,希望能引起人们关注人脑、动物脑和电脑的共性和本质差异,以便更正确地对待脑科学和人工智能领域的研究成果.     

欧盟启动“地平线欧洲”计划

正欧盟将实施"地平线欧洲"计划,为创新提供更大推动力。从"地平线2020"到"地平线欧洲"2018年6月7日,欧盟委员会将制定全球最大的单个研究计划之一——"地平线欧洲"的详细计划。目前正在实施的"地平线2020"7年总预算是770亿欧元,而将于2021—2027年实施的"地平线欧洲"项目总预算则提高到976亿欧元。不过,"地平线欧洲"计划对未来的影响力将无法用经费投入规模来衡量。欧洲的研究计划提供了连续7年的稳     

欧盟2020年战略创新计划(摘编)

正欧盟委员会于2011年11月公布的有关欧盟发展的"欧洲2020战略",是欧盟未来10年的科研与创新战略文件。文件提出了欧盟未来10年的发展重点和具体目标:发展以知识和创新为主的智能型经济;通过提高能源使用效率以提升竞争力,实现可持续发展;提高就业水平以增强社会凝聚力。文件同时还提出了建立"创新型联盟"等欧洲2020战略的七大旗舰计划。为使读者了解这一计划的主要内容,本刊特选摘了相关内容。     

彩巢计划——“成长在中国”

随着中国进入老龄化社会,人口生育政策逐步放开,揭示脑与行为毕生发展的一般规律和常规模式(常模)正成为公共卫生和人口健康领域的重大基础需求.本文介绍"中国彩巢计划"(Chinese Color Nest Project—CCNP)这一在全国范围内分期分步地开展的项目规划,在10年(2013~2022年:http://zuolab.psych.ac.cn/colornest.html)内CCNP将积累毕生发展各年龄段的心理行为与脑影像样本,基于加速纵向实验设计方法建立中国人脑毕生发展的常模轨线.作为CCNP的发育项目"成长在中国"(dev CCNP:Growing Up in China)这一学龄儿童青少年脑与行为生长曲线项目,dev CCNP已经完成对重庆北碚区192名健康儿童青少年(6~18岁)的5年追踪.初步的研究结果表明,dev CCNP在实验设计、样本采集策略、数据获取和存储、初步发现和数据共享等方面具备长期实施的可行性,我国应及早部署开展儿童青少年的脑与认知生长曲线常模的大规模脑科学研究计划,提升中国在脑科学与医疗健康研究领域的国际实力和影响力,革新脑疾病临床实践.     

人脑连接组研究:脑结构网络和脑功能网络

人脑是自然界中最复杂的系统之一,在这个系统中,多个神经元、神经元集群或者多个脑区相互连接成庞杂的结构网络,并通过相互作用完成脑的各种功能.近年来,结合基于图论的复杂网络理论,研究者们发现利用结构和扩散磁共振成像数据构建的脑结构网络以及利用脑电图/脑磁图数据和功能磁共振成像数据构建的脑功能网络具有很多重要的拓扑性质,如"小世界"属性、模块化的组织结构以及主要分布在联合皮层上的核心脑区(如楔前叶、额上回、额中回).另一方面,研究者发现许多神经精神疾病(如阿尔兹海默病和精神分裂症等)与脑结构和脑功能网络的异常的拓扑变化有关,这些研究不仅为理解神经精神疾病的病理机制提供了新视角,也可能为疾病的早期诊断和治疗评价提供脑网络影像学标记.本文以人脑结构和功能连接网络的研究为重点,介绍了人脑连接组和复杂网络理论的基本概念,并且回顾了近年来人脑结构和功能连接组的研究成果,并指出了该领域中存在的问题及未来的研究方向.     

绘制人胎儿的全脑转录图谱

正据英国Nature,2014,508:199报道,美国的雷恩(Ed S.Lein)科学家团队绘制了妊娠中期胎儿全脑样本的基因转录图谱,这对于一年前奥巴马总统提出的"尖端创新神经技术脑研究计划"倡议是积极的回应。全脑转录图谱研究是指,用一套包括脑各部分的切片标本,通过微阵