[观点]北京神外所张亚卓:神经外科可在四个方面参与“中国脑计划”

神外前沿讯，北京市神外研究所所长张亚卓教授于《中华神经外科杂志》2017年第1期发表文章《中国脑计划与神经外科发展》，系统介绍了国内和国际上脑科学和中国脑计划的发展概况，并指出了神经外科参与脑计划研究的重要性。

神外专家是“脑计划”研究的旁观者吗？答案显然是否定的，因为只有神经外科医生能够有机会在暴露大脑病变的同时研究正常人脑；只有神经外科医生在进行临床脑功能监测中，可以识别脑功能区对脑皮层进行电刺激，进而认识脑功能，而且是完全符合医学伦理的。

张亚卓教授在《中国脑计划与神经外科发展》文章中指出，神经外科应当抓住中国脑科学与类脑研究的时代契机，更加积极主动地参与并引导我国脑计划的研究工作，发挥自身的学科优势，整合相关学科的技术力量，融入脑认知、脑重大疾病的诊疗水平和类脑科学研究中，促进我国早日跻身于世界脑科学研究的先进行列，为提高我国人民群众的健康水平做出贡献。

神经外科参与脑计划研究的重要性在于：神经外科作为脑科学研究的社会需求和临床需求的提出者和直接受益者，应充分发挥自己的优势，利用神经外科脑疾病资源丰富以及市场需求广阔的优势，立足于前期的科研基础和优势研究方向，通过与认知科学、神经影像学、生物信息学、化学、药学、计算机科学等多学科合作的模式，建立与国际接轨的脑科学研究技术平台和资源库，在着力于脑科学基础研究的同时，重点研究脑重大疾病的发病机制与治疗手段，以及脑机接口和人工智能设备的研发，将脑科学研究的成果快速转化为生产力。

并指出神经外科可在以下四个领域参与中国脑计划：

(一)建立脑科学研究技术平台和资源库

在国际神经信息学协调委员会(INCF)的合作框架和标准下，通过与认知科学、神经影像学、生物信息学、化学、药学、计算机科学等多学科合作的模式，建立脑科学研究技术平台和脑科学研究资源库，主要立足于国内丰富的脑疾病资源，建立不同疾病状态下对脑结构和功能影响的标准化数据库，为政府卫生决策、脑科学研究、医疗保健和生物制药产业提供科学数据共享和信息服务。

(二)重点研究脑重大疾病的发病机制与治疗手段

通过颅内肿瘤、脑血管病、颅脑损伤等疾病对大脑结构、功能的影响，利用分子生物学、神经电生理检测、多模态神经影像技术及大数据技术等多种技术手段，研究脑功能重塑的机制、脑功能区的精细定位及其相互联系、脑与脊髓损伤修复的机制等问题，确定脑重大疾病的预警和早期诊断指标，如基因组学、血液、脑脊液、神经影像学和脑功能指标等，研发脑功能区精细定位技术和术中危险因素预警系统、促进神经康复的药物、调控神经再生修复技术等，提高脑重大疾病的早期干预、临床诊疗和神经康复等的水平。

(三)发挥脑认知功能研究的临床优势

神经外科应发挥临床疾病资源充足的优势，利用分子生物学、细胞生物学、多模态神经影像学等各种技术手段，研究颅内肿瘤、脑血管病、颅脑损伤及脑功能性疾病状态下对人体大脑基本和高级认知功能的影响，结合脑认知科学基础研究领域的成果，对脑认知的神经基础原因不断进行认识与再认识，最终将脑认知科学的研究结果转化为临床患者服务的终极目标。

(四)注重人工智能技术和脑机接口设备的研发

神经系统疾病的致残率较高，诸多神经功能障碍在现有的技术条件下无法得到有效康复。因此，神经外科应紧密结合临床需要，联合类脑人工智能领域、脑认知研究领域的技术力量，研发新一代人工智能设备，将脑神经机制和认知行为机制进行类脑计算机模拟，发展新型的脑信号获取、预处理、特征提取、变换算法等相关技术，改进脑机接口设备的易用性、精准度和抗干扰能力，推动脑机接口设备的临床应用，改善患者的神经功能障碍。

相关报道：

背景资料1：各国脑计划网站

美国的脑计划：http://braininitiative.nih.gov/

欧洲的大脑计划：https：//www.humanbrainproject.eu/

日本脑计划：http://brainminds.jp/en/

大脑连接组：http://www.humanconnectome.org/

背景资料2：中国脑计划进入编制项目实施方案阶段 每年资金投入将至5亿 

据科技日报报道，目前，“脑科学与类脑研究”作为“科技创新2030重大项目”已启动的4个试点之一，进入编制项目实施方案阶段。经粗略估算，我国对该领域的主要经费投入，从2010年的每年约3.48亿，增长到2013年的每年近5亿元人民币。

“全球脑科学和类脑研究正处在重大的历史窗口期，中国不容错过！”中科院院士、中科院上海分院副院长张旭在接受采访时，提出五条建议——分别是：加快重大科技计划部署和实施；成立“国家脑科学和人工智能专项管理和运行机构”；工程化设计“脑科学与类脑研究2030重大科技项目”；充分调动和利用社会资源，加快人才的培养、集聚和流动，促进科技成果的转化和产业化；把握窗口期，强化论证，形成国际科技合作的新策略，争取在这一领域，由我国牵头发起国际重大科技计划。

背景资料3：　“中国脑计划”主要解决大脑三个层面的认知问题

　“中国脑计划”主要解决大脑三个层面的认知问题：1）大脑对外界环境的感官认知，即探究人类对外界环境的感知，如人的注意力、学习、记忆以及决策制定等；2）对人类以及非人灵长类自我意识的认知，通过动物模型研究人类以及非人灵长类的自我意识、同情心以及意识的形成；3）对语言的认知，探究语法以及广泛的句式结构，用以研究人工智能技术。

背景资料4：美国脑计划的研究内容

（1）对神经元和神经胶质细胞类型进行全面、系统普查，并开发工具来记录、标记和操纵这些神经元；（2）改进各种技术，绘制从突触到整个大脑、分辨率不同的各个层次的神经环路图；（3）开发和应用大规模监测神经活动的方法，生成大脑工作的动态图像；（4）证实因果关系：采用能够精确改变神经环路动态的干预工具，将大脑活动与行为相关联；（5）确定基本原理：通过开发新的理论和数据分析工具，获得了解心理生物学机制的基础概念；（6）推动人类神经科学发展：开发创新技术，以了解人类大脑并治疗脑部疾病；创建并整合人脑研究网络；（7）从“BRAIN计划”到大脑：整合新技术、新方法，发现神经活动的动态模式如何转化为健康和疾病中的认知、情感、知觉和行为，以及编制神经环路及转基因模型。

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