Brain project（腦計畫），2013年4月2日，美國白宮正式公布一項被認為可與人類基因組計畫相媲美的腦科學研究計畫（以下簡稱“腦計畫”Brain project），以探索人類大腦工作機制，繪製腦活動全圖，針對無法治癒的大腦疾病開發新療法。這項計畫有三大特點，即通過公私合作的方式完成，潛在影響力深遠，同時面臨艱巨挑戰。
基本介紹
- 中文名：腦計畫
- 外文名：Brain project
- 所在國家：美國
- 類型：科學研究
研究意義,新聞背景,研究進展,
研究意義
對人類而言，大腦的複雜程度及發揮的作用是其他任何器官無法比擬的，它對各年齡層的人都至關重要。理解人腦的運行機制不但有助於帕金森氏症、阿爾茨海默氏症等腦部疾病的診斷和治療，還可揭示人腦的高能效、高可靠性之謎，對人工智慧研發具有重大意義。同時，它還有助於破譯人機界面智慧型化的世紀難題，開發全新的信息處理系統。鑒於此，腦科學被已開發國家視為科研領域“皇冠上的明珠”，並得以蓬勃發展，成為近20年來發展最快的學科之一。美國國會曾將20世紀的最後10年命名為“腦的10年”，日本制定了“腦科學時代”計畫，德國、英國、瑞士等也不甘落後，推出了本國的神經科學研究計畫。
面對腦科學這一人類科學的高峰，誰能率先登頂，不但可以收穫可觀的經濟和社會效益，更有望在科學創新上獨領風騷。
新聞背景
對“腦計畫”感興趣的不光是美國。太空競賽之後，歐美展開“腦”競賽。目前全球腦力賽事正式啟動。
在2013年年初的國情咨文中，歐巴馬特別提到為人腦繪圖的計畫。“現在是太空競賽以來，美國的研發水平達到新高度的時候了”，一語道破美國出台“腦計畫”的深層動機搶占腦科學研究戰略制高點。
無獨有偶。歐盟委員會也在年初宣布，石墨烯和人腦工程兩大科技入選“未來新興旗艦技術項目”，並為此設立專項研發計畫。
2013年，全球腦科研呈現出多個鮮明趨勢：研究已深入到細胞和分子水平，一些重大問題已在分子水平上找到答案；認知科學、信息科學等廣泛的學科交叉；開始注重綜合、整體的研究；主要研究方向則包括：闡明神經元特殊的細胞和分子生物學特徵；揭示神經元之間各種不同的連線方式；鑑別神經元間的差異；了解神經元如何產生、傳導信號及這些信號如何改變靶細胞的活動；闡明神經系統疾患的病因、機制；探索新的治療手段等。
研究進展
美國史丹福大學宣布，該大學生物系的技術人員試製出了模擬人腦的電路板“Neurogrid”。據稱，該電路板的運行速度高達普通個人電腦的9000倍，而耗電量卻遠遠低於個人電腦。目標用於人型機器人及假肢控制等用途。
Neurogrid使用了16個名為“Neurocore”的專用IC。利用這些IC，能再現約105萬個大腦神經元細胞和數十億個突觸的動作。史丹福大學稱Neurocore是“利用約15年前的半導體技術製造的”，估計是180nm工藝技術。Neurogrid的開發費用為4萬美元。主導Neurogrid開發的史丹福大學生物工程學副教授Kwabena Boahen表示：“如果能利用最新的製造工藝，可將其製造成本降至僅為目前1/100的400美元。”
在模擬由神經元細胞及突觸構成的人腦構造方面，IBM也瞄準大數據等用途在開展相關研究，2011年8月發布了採用45nm工藝技術製造、被稱做認知計算晶片（Cognitive Computing Chip）或“Golden Gate”（開發代號）的IC。該IC相當於封裝了256個神經元細胞以及6萬多個或26萬多個突觸。
史丹福大學稱，此次之所以能夠以較老的工藝技術在IC中封裝數量遠超IBM的神經元及突觸，是因為“利用少數電路再現大量突觸動作的戰略取得了成功”。該戰略在IC的低功耗化方面的貢獻尤其大。
