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Nature:神经学家呼吁深度合作破解人类大脑

2016.11.09

  生物通报道:现在,通信技术非常的发达,因此,来自不同国家、不同实验室的团队共同努力,将新形式的基层合作研究应用于脑科学的时机已经成熟。来自葡萄牙、瑞士和英国的科学家声称,这是“将大脑研究升高一级,从而引导它进入大科学时代”的正确方式。他们已经把这个想法付诸行动。

  在本周的《Nature》杂志上发表的一篇评论中,国际上三位神经科学家,对于将一种新的、自下而上的合作“大科学”方法推动到神经科学研究,提出了具体提议,他们认为,这是解决大脑未解奥秘的关键所在。

  大脑如何发挥功能?——从分子到细胞、到神经回路、到大脑系统、到行为。所有这些复杂错综的事物如何进行整合,最终让意识出现在人类的大脑?

  该方案是由葡萄牙尚帕利莫未知中心主任Zach Mainen、伦敦大学学院神经科学教授Michael Häusser和瑞士日内瓦大学的神经科学教授Alexandre Pouget提出的,他们受到了粒子物理团队当今安装巨大加速器实验(以发现新的亚原子粒子,并最终理解宇宙的演化)的启发。

  Zach Mainen说:“一些非常大的物理团队有着明确的目标,并且是自组织的。”更具体地说,他的模型是欧洲粒子物理实验室(CERN)的ATLAS实验,其中包括来自数十个国家的近3000名科学家,并在2012年7月连同其“姊妹”实验宣布,长期寻求希格斯玻色子。

  根据Zach Mainen介绍,虽然涉及神经科学的团队的规模,几乎不可能与欧洲核子研究中心团队相比,但是协作的原则应该是非常相似的。他说:“我们所提出的更多的是物理风格,是大脑研究的一种‘大统一理论’。我们能做到吗?显然,在五年内这是不可能发生的,但我们有需要进行测试的理论,以及如何做的基本原则,这跟物理是一样的。”

  为了推动神经科学的研究,以在未来取得飞跃,三位神经科学家提出了一些简单的原则,至少在理论上:“专注于一种单一的大脑功能”;“结合实验家和理论家”;“规范的工具和方法”;“数据共享”;“ 新方法的分配信贷”。他们写道,而使这一切成为可能的一个基本前提是,“产生一个信任领域,在其中[分享]数据、资源和计划是安全的。”

  毋庸置疑,这一领域的严酷竞争,并不适合于这种“深度”合作。但作者们已经开始实施论文中所主张的原则。

  Zach Mainen说:“我们有一组研究人员,20个人(10名理论家和10名实验者),大约一半是在美国,一半在英国、瑞士和葡萄牙。”本团队将只专注于一个明确的目标:小鼠对食物和水资源的觅食行为,记录尽可能多的大脑活动——至少几十个大脑区域。

  Zach Mainen总结道:“通过合作,我们不是跟以前一样进行研究。我们将有10个实验室做同样的实验,用同样的齿轮,同样的计算机程序。我们所获得的数据将进入云,并由20个实验室共享。这几乎是一个全球性的实验室,只不过它在地理上是分散分布的。”

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