中国“脑计划”：“大科学”怎么做？

2025年7月，本刊赴上海采访了中国科学院院士、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（以神经科学研究所为主体）学术主任蒲慕明。他也是中国“脑计划”第一期专家组的总召集人，全程参与了该计划的筹备和组织实施工作。蒲慕明1948年出生于南京，后随父母迁往中国台湾，大学毕业后留学美国，在那里开启他作为神经科学家的学术生涯。从上世纪80年代开始，他频繁回到大陆参与学术活动。1999年，他推动在上海创办中国科学院神经科学研究所（下文简称“神经所”），并任首任所长。过去十多年，蒲慕明有两个重要的转变，一个是研究重点转向脑图谱领域，一个是从反对“大科学”到支持“大科学”。这种转变的背后，他对脑科学的基本判断发生了什么变化？他又是如何评价中国“脑计划”过去几年的实施情况的？三联生活周刊：最近几年，中国科学院神经所的团队发表了大量关于脑图谱的工作成果，你个人也花了很多时间来呼吁和推动脑图谱的相关研究。我们应该如何理解脑图谱？

蒲慕明：我们都知道，大脑本质上是一个非常复杂的网络，里面有非常多种类的神经细胞（神经元），细胞与细胞之间又有非常复杂的连接。我们研究大脑，必然要搞清楚它的结构是怎么回事，才可能进一步去理解它的功能。

脑图谱就相当于给大脑绘制一份“地图”。这种地图有很多种，比如在宏观层面，可以用磁共振成像方法做大脑的功能图谱和神经束（包含成千上万神经元轴突）的结构图谱；在微观层面，利用电子显微镜等技术，也可以对大脑的细胞或者亚细胞结构进行测绘。但这两种都有局限，我们目前最关注的是介于宏观和微观之间的有细胞分辨度的介观层面，或者说主要是在神经环路的层面。

什么是神经环路？你可以把我们的大脑看作一个互联网，神经环路则是其中一些特殊的通道，好比是朋友圈，承担了一些专门的功能。你想要理解大脑为什么会有这么多、这么复杂的功能，就必须把隐藏其中的神经环路搞清楚。

我们现在知道，神经环路的连接是有规则的，它是不同种类细胞之间的连接。所以，我们第一步就是要把大脑中的细胞种类搞清楚。一般的人体组织，里面细胞的种类都不多，最多就是几类，几十类就不得了了。但神经系统的细胞种类至少有几百类，甚至上千类。当然，这里指的是神经细胞（包括神经元和胶质细胞）的亚类。在大类上，神经元主要就是兴奋性和抑制性两种，还有些是释放调质的，叫调质神经元。一个兴奋性神经元，对下一个神经元可以产生兴奋、发放脉冲信号，但对同样的兴奋性输入，神经元产生脉冲的模式可能不同，连接的对象也会不一样，所以兴奋性神经元可以分成很多亚类。抑制性神经元也一样。将神经细胞进行更精细化的分类，这项工作就是我们所说的细胞图谱。

但光有细胞图谱还不够，要深入了解神经系统还必须掌握神经连接的图谱。具体来说，就是要知道每一个脑区里的每一类神经元跟另外哪些脑区的哪一类细胞元相连。这项工作我们叫介观神经连接图谱。从细胞图谱，到介观神经连接图谱，我们认为这是目前认知大脑结构的必经之路。

三联生活周刊：也有人认为脑图谱工作就相当于解剖大脑，获得的是一种静态的结构，不值得花力气去做。你怎么评价这个说法？

蒲慕明：我们现在做的全脑神经连接网络的结构，就是一种解剖结构。但以前的解剖只能看到组织和细胞体，看不到每个神经元轴突的全脑环路是怎么连接的。所以可以说我们现在做的是一种新的解剖学，是建立在新的技术之上的。也正是因为技术的进步，我们现在可以去做这件事了。

最近15年来，光遗传学技术、单细胞测序技术，还有对神经连接进行高分辨度追踪的技术，推动了整个神经科学取得大幅进展。这其中一个重要的进展方向就是神经系统结构的解析。有了这些新技术，我们不光要知道大脑里面的组织是什么形态，有哪些细胞，以及细胞的密度，我们还要搞清楚各种细胞的类型，它的基因表达模式，在大脑里面的空间分布规律，以及神经元与神经元之间、脑区跟脑区之间的连接关系。

三联生活周刊：这份地图对我们认识大脑的机制有什么作用？

蒲慕明：有了这个结构图谱，我们就可以进一步解析各种脑功能是在什么环路结构基础上进行的。我们说大脑现在是一个黑箱，那怎么研究这个黑箱呢？我经常举一个例子，假如有外星人到地球来，看到我们现在用的电脑，他看到的也是一个黑箱。如果他想理解电脑是怎么工作的，首先就要把里面的芯片结构搞清楚，看它的线路是怎么连的，然后再去分析它在处理不同信息的时候，电流在里面是怎么流动的，这样才能真正理解它的工作原理。这种方法论叫逆向工程。我们看待大脑也是这样的。我们要解剖这个黑箱，要看清楚它的结构，然后再去看这个结构上的各种线路到底什么时候有电活动，对应的是什么功能。

所以，光有一份结构图谱还不够，我们下一步还要去做功能研究。怎么去研究大脑的功能呢？现在很重要的一个方法就是做标记。过去这十几年，我认为对脑科学领域影响最大的技术就是光遗传学。利用这个技术，研究人员可以把荧光蛋白导入特定类型的神经元，当神经元有电活动的时候，荧光蛋白就会发光，从而被成像设备捕捉到。这大大提高了我们对神经活动的观测能力。而且，利用这项技术，我们还可以激活或者抑制部分特定类型的神经元，看它对某些功能会产生什么影响。这样，我们就可以做一些因果性的研究。在小鼠的身上，我们利用光遗传学技术研究它的神经环路的功能，已经有了很多新的认识。现在全世界脑科学最活跃的领域就是这个方向，每年都有上千篇文章发表。我们国内也有差不多一半的神经科学实验室都在利用这个技术做小鼠的研究。

三联生活周刊：我看到你们的脑图谱目标强调的是全脑尺寸的图谱绘制，既然我们可以标记、追踪特定的神经环路了，为什么还要做全脑尺寸？

蒲慕明：因为大脑神经系统太复杂了。即使有了光遗传学技术，你看到的也只是某些环路在某些功能出现的时候的活动，但这些环路又受到整个网络中其他的神经元的影响，它不是单独存在的。就像我们的互联网一样，每个人都跟网上很多不同的人有联系。虽然我们建立了一个朋友圈，但每一个成员都会受朋友圈以外的人的影响，这种影响是间接的，很难追踪。我们在朋友圈里进行了一段对话，这段话在这个朋友圈里面流传，但参与这段对话的成员也受到了外来信息的影响，从而间接影响了这段对话。

所以，如果不把整体的网络搞清楚，光标记单独的神经环路，研究它的功能，还是会有很多局限。小鼠的研究过去10多年有很大的进展，但其实我们对它的神经环路还不是完全理解。我们在实验室标记的环路可能不是它某个功能唯一必要的环路，你可以把它完全关闭，小鼠的功能依然有部分存在。但要同时操纵多个神经环路，目前在技术上仍然比较困难。而且，如果不了解整个网络的结构，就很难知道是不是把完整的相关环路都操纵到了。这就像瞎子摸象，大家一起摸，看到的是各个环路，把这些信息拼凑到一起，描绘出来的东西可能离大象还很远。最近五年来，我们发表一系列关于介观图谱的文章，最终目标就是想搞清楚大脑的整体网络，在此基础上理解其中某些神经环路的功能和工作原理。

三联生活周刊：已有的这些技术已经可以帮科学家完成我们人脑的介观图谱吗？

蒲慕明：人脑现在还做不了。首先是人脑不能做标记。因为对特异细胞的标记需要在活体大脑上做，这在实验动物身上可以做，但在人脑上是不可行的。所以现在我们对人脑在介观层面的神经连接网络还缺乏基本的了解，还需要我们做更多的技术研发。

三联生活周刊：小鼠已经差不多了？

蒲慕明：小鼠差不多了，我预计在五年之内，小鼠全脑的介观神经连接图谱就可以完成，猕猴完整的连接图谱可能需要15年左右，因为猕猴的神经元数目比小鼠高两个数量级，人比猕猴又高两个数量级。但猴脑的基本研究方法和技术工具集现在也已经基本建立。最近两年，我们做出了猕猴大脑前额叶、屏状核等几个重要脑区的神经元投射图谱，证明我们的能力已经可以搞清楚单细胞层面的神经连接模式。所以在技术上，做猴脑的全脑图谱是没有问题的，只是需要花人力物力去做。猕猴大脑前额叶皮层神经元全脑连接图谱（受访者 供图）从小鼠到猕猴，认识大脑的路径

三联生活周刊：既然我们对小鼠的研究已经有很好的基础了，技术也更成熟了，为什么仍然要执着于对猕猴的研究？

蒲慕明：用小鼠的模型来研究本能行为还可以，因为小鼠的本能行为跟人类在很多地方是很类似的。从大脑演化的进程来看，从小鼠到猕猴，大脑皮层下的组织在演化中并没有太大的变化，但灵长类动物的皮层有大量增生，结构更为复杂，这使得灵长类动物的神经系统有了更高等的认知功能。比如说思考抉择，小鼠的抉择机制基本是感觉－运动转换，就是它感知到什么，就决定要做什么，这是比较低层的快速抉择。著名的心理学家丹尼尔·卡尼曼（Daniel Kahneman）把思考抉择分为两个系统，一个是慢系统，一个是快系统。小鼠的抉择活动基本上都是快系统，它没有经过大量的思考，它也没有思考能力，不能够把过去的经验累积起来，根据累积的经验来做决策。这种能力只有在灵长类动物身上表现得最明显。累积证据，经过思考，然后做出决策，这是高等认知功能很关键的一个内容，也只有在灵长类动物身上去研究最合适。

不过，过去对灵长类动物一直很少有因果性的研究，比如我操纵某一个神经环路来看它对抉择过程的影响。大部分工具都是用电极去观测在某种决策行为的过程中，哪些神经元有电活动，但这些神经元到底是反映了思考活动，还是参与了思考过程，这就很难说了。所以，光有观测还不够，一定要能操纵神经环路，比如我对这一群神经元的活动进行抑制或者激活，看它的思考抉择过程受到了什么影响。最近，我们在灵长类动物各种细胞类型的标记技术上已取得重要进展，这也是我们神经所的刘真团队最近在《细胞》（Cell）专刊中的一篇文章所报道的、使用猕猴细胞类型特异基因的增强子标记方法。所以未来5到10年，我预测非人灵长类的功能研究领域会取得大幅度进展。

三联生活周刊：你进入神经科学领域后，早期的研究都聚焦在比较微观的层面，比如细胞膜蛋白的运动、神经元轴突的生长机制、突触的可塑性等，后来为何逐渐地转向介观层面，尤其是非人灵长类的研究？

蒲慕明：做科学研究也是个学习的过程，不同的阶段遇到的问题都不一样。我开始进入神经科学领域是做分子细胞生物学研究，后来走到了神经元和突触研究，再到神经网络的形成和可塑性研究，在网络层面看到了新的问题，就是大脑全脑细胞和连接组。我的研究是一步步往上走，也有人是一步步往下走，还有人是专注在某一层面。

《细胞》杂志成立50周年的时候邀请我写过一篇文章。在那篇文章里，我回顾了我过去50年的研究生涯，我觉得自己一步步往上走的过程，也是一个追寻问题的过程——什么是最有意思的问题？什么是我可以研究，并且能够有所贡献的问题？有意思的问题很多，但决定研究什么问题，还要看自己的专长和能力，还有你当时所处的环境。

1999年，我回国帮助中国科学院创立了神经科学研究所。之后的几年，我们建立起实验室，引进人才，证明了我们可以做出好的研究，可以在国际上发表一流的文章。接下来就要考虑神经所应该走什么路。那时候，国内神经科学的研究力量还很薄弱，大部分实验室的工作基本还是国外同领域工作的延伸。基本上都是他们在国外的导师做什么，回来后也做什么。这叫跟踪式科研，也可以出一些成果，但要想超越国外的实验室就很难。当时我们就开始讨论，我们在中国做脑科学应该怎么去找到自己的优势。后来，我们决定要往非人灵长类研究方向发展。2009年，神经所就开始建设非人灵长类研究平台。之后，我们还第一个制作了一类自闭症的猕猴模型，攻克了用猕猴体细胞核进行克隆的技术，开启了非人灵长类的介观图谱研究。这都是脑科学最前沿、国外仍未涉及的领域。三联生活周刊：为什么你们当时会选择非人灵长类研究这个方向？

蒲慕明：除了灵长类研究的学术价值，我们当时也看到国际上灵长类的研究在走下坡路。这背后有很复杂的社会原因，尤其是来自动物保护组织和伦理方面的压力。其实科学界都知道灵长类研究的重要性，这一点没有疑问，不过国际上很多做灵长类研究的实验室受到外界压力，就慢慢地放弃了。

三联生活周刊：在此之前，你的研究领域会涉及灵长类吗？

蒲慕明：我在2009年之前没有做过灵长类的研究。2009年之后，我们建起了研究平台，通过这个平台来提供设备和资源，我也开始做一些研究，如建立猕猴自我意识研究的模型。我们神经所也开始招聘做非人灵长类的科研人员，也是因为有了平台，才有更多在国外接受了猕猴研究训练的年轻人愿意回来。目前，我们神经所的非人灵长类研究群体是全世界最大的，国外很少有哪个单位有20个实验室在做非人灵长类研究。我们现在要发起灵长类脑图谱的研究，也是因为我们具备了这样一个基础。

三联生活周刊：那你们是怎么看待伦理问题的？

蒲慕明：伦理问题有两种，一种是你虐待动物，或者实验设计和操作不合理，给动物造成了不必要的痛苦，这方面我们肯定是没有问题的，现在都有很严格的规范。还有一种是人定的标准，比如现在禁止人类胚胎在体外培养超过14天，但为什么是14天，科学上就有争论。最早提出这个标准的依据是胚胎生长超过14天，神经系统就开始发育了，这时候在体外培养胚胎，就等于在体外培养人了。但后来随着研究的深入，发现这个说法没有什么道理。有些国家就开始修改这个规则，允许实验室延长胚胎体外培养的时间。这一类伦理问题在科学界，尤其是前沿领域很常见，到底应该怎么处理，我认为要有前沿的科学家、伦理学家参与，也要有社会参与，大家进行充分的讨论，找到一个合理的标准。

三联生活周刊：你预估全部做完猴脑的介观图谱需要用到多少只猴子？

蒲慕明：要全部做完的话至少上百只。现在猴子的数量倒没什么问题，你知道医药公司一年要用多少只猴子吗？为了做免疫检测或药物的安全性检测，美国一年大概要用5万只猴子，其中大概3万只是从中国进口的。所以做科学研究用到的猴子数量跟医药产业比不在一个数量级。全中国所有的实验室一年用于科研目的的猴子数量大概不到1000只。

三联生活周刊：美国用的实验猴为什么大部分都是中国提供的？

蒲慕明：东南亚和中国是全世界实验猴的最主要来源，美国自己生产的猴子太少了，培养成本也太高。北美大陆（美国和加拿大）本土是没有原生猴群资源的，南美洲生长的是一种小猴子（狨猴），而实验用的猴子主要是食蟹猴、恒河猴等，主要分布在亚洲，另外在非洲也有一些。中国的猕猴资源非常丰富，有十几种不同的猕猴。客观上说，这也是我们做非人灵长类研究的优势之一。三联生活周刊：欧洲、美国在脑科学领域也投入了很多资源，它们对介观层面的脑图谱研究是什么态度？

蒲慕明：他们在关切，但它们没有技术。美国“脑计划”（BRAIN Initiative）前10年主要是做神经技术，特别是在记录、操控和解析神经元活动的新工具方面，他们进展很快。他们在细胞图谱方面做了大量工作，连接图谱也做了一些，但他们的神经连接图谱技术在分辨度上是不如海南大学骆清铭团队的显微光学切片断层成像系统（fMOST）技术的。所以他们有很多图谱方面的工作是跟骆清铭团队合作。但他们的目标是很清楚的，先把细胞种类确定出来，下一步就是做连接图谱。所以美国“脑计划”2.0，也就是第二个10年，从2023年开始，它所包含的内容除了小鼠的脑图谱外，也进入了非人灵长类的细胞图谱和连接图谱。

我们最近在全世界范围内第一个完成了猕猴前额叶神经元在全脑的投射图谱，这是一个里程碑。光是做这2000多个前额叶神经元的图谱就需要大量的工作。一个猴脑光做成像就要将近一个月，要把提前做过标记、固定好的猴脑用金刚石刀片切片，每一片厚度在1微米左右，切完一层就要进行扫描成像，然后再切下一层，总共要切上万片。拿到这些影像数据后，工作人员还要对数据进行处理和分析，追踪每个神经元在全脑的投射谱。我们现在一个猴脑可以获得几百个神经元的数据，技术上处于国际领先地位。

三联生活周刊：如果要实现猴脑的全脑介观神经连接图谱，你预计需要的资金规模大概是多少？

蒲慕明：要全部完成的话，需要我们现在资助规模的至少10倍以上。事实上，我们的脑图谱项目早在“脑计划”之前就开始了。仅凭“脑计划”的经费是绝对不足以支持我们做脑图谱研究的。过去10年，中国科学院先导项目给了好几个亿的资金，上海市科技重大专项也有三个亿是做脑图谱的，都比我们从“脑计划”当中拿到的经费要多得多。

三联生活周刊：所以取得共识还是很重要？

蒲慕明：取得共识是很重要，但不管有多少经费，我们都会继续做的，只是做得快还是慢的问题。今年9月，我们还要在上海成立一个“灵长类全脑介观神经联接（即连接）图谱”的国际联盟，现在已经有十几个国家、上百位科学家同意作为成员加入进来。因为灵长类的介观脑图谱，包括人脑图谱也在其中，这项工作不是我们一个国家的科学家可以完成的，需要全世界有兴趣的科学家共同参与，大家要能够把做出来的结果整合到一起，最终目标是推动对我们灵长类大脑的理解。三联生活周刊：过去几年来，有人认为我们现在还不到集中力量搞“大科学”的时候，应该把有限的资源用来培养更多的年轻人才，用来探索更有创新性的“小科学”。你是怎么看的？

蒲慕明：“小科学”与“大科学”在科学界是争论了很久的话题。我们都知道，历史上很多重要的科学创新工作都是小实验室做出来的，所以你不能够忽略“小科学”。“大科学”则需要目标明确，投入很多人力物力才有可能出成果。什么时候该做“大科学”，一直都有争论。

20年前，我在《自然》（Nature）杂志的增刊上面写了一篇关于“小科学与大科学”的文章。那个时候我是不赞成中国做“大科学”的，因为我们的研究基础还不够好，也没有资源和能力去做“大科学”，是应该建立更多有质量的“小科学”实验室。但20年过去了，我认为我们做“大科学”的时候已经到了。中国脑科学过去20年取得了很大的发展，神经科学实验室的数量也增加了很多。10年前，中国神经科学学会的人数是美国的1/10，我们是6000人，他们是6万人，现在我们可能已经达到两三万人，他们还是保持在6万人。在一些前沿领域，我们也取得了不少成果，整体的研究水平跟了上来。这些都说明，我们有能力推动“大科学”计划了。

一个“大科学”计划是不是应该做，第一要看你有没有能力做，第二要看你做出来后长远的贡献是什么。过去的“大科学”计划基本都是国外发起的，我们在里面贡献很少。当然，我们以前可以享受国外的成果，让别人去做，但是如果很多工作是我们来推动的，我们就有优先使用权，就可以拥有优先推动科学进步的能力。作为一个科技大国，我们要是一直不做“大科学”，只是跟在人家后面，我们就永远没办法在前沿领域做出有引领性的工作。

上世纪90年代，人类基因组计划刚提出来的时候，在全世界范围内也有很多科学家反对。虽然测序技术当时已经出来了，但成本还很高，需要投入大量的人力，但后来，随着计划的进行，技术进步加快，反对的科学家也越来越少。到2001年，人类基因组计划比原计划提前了五年完成。一项新技术，只有不断地被使用，不断地产生需求，才可能快速发展。人类基因组计划后来推动了整个生物技术，特别是生物医药领域的飞速发展，也给各种疾病临床治疗带来巨大的收益，而且随着测序技术成本的快速下降，普通人现在都可以去做基因测序了。三联生活周刊：国内的神经科学界是什么时候开始推动“脑计划”的？

蒲慕明：其实2013年就有相关的讨论了，因为欧盟和美国的“脑计划”都是在这一年启动的。后来，科技部要求我组织中国科学家展开讨论，到2015年我们开了一次香山会议，中国“脑计划”所谓“一体两翼”的框架就是在那时候确定下来的。“一体两翼”，也就是以研究脑认知的神经原理为“主体”，研发脑重大疾病诊治新手段和脑机智能技术为“两翼”。当时没有“类脑智能”这个词，“脑机智能技术”这个名字还是我提出的。这个大方向在当时是绝大部分专家都同意的。我们当时还提出做“脑计划”应该坚持三个原则。第一个原则是有所为，有所不为。因为中国的神经科学研究体量还远低于欧美，所以我们不可能所有领域都做。第二个原则就是要在重要的前沿领域占有重要的一席之地。第三个原则是我特别强调的，就是我们在有优势的领域一定要确立领先地位。后来我们几个专家去北京做了报告，国务院的领导也同意了我们的规划。

三联生活周刊：当时你认为哪些是中国能建立优势的重要领域？

蒲慕明：优势领域主要是两个，第一是我们脑疾病的人群是全世界规模最大的，这说明我们有做大队列研究的条件，所以在脑疾病研究领域，我们一定要领先，特别是要提高早期诊断和早期干预的水平。第二就是在非人灵长类动物的模型制作和高等认知功能研究领域。国外很多实验室都在做小动物研究，我们已经有能力和条件做灵长类的高等认知行为研究，所以在灵长类研究中我们要确定领先地位。

三联生活周刊：“脑计划”正式启动后，跟你当初的规划和设想有什么不一样？

蒲慕明：我认为我们最初提出的三个原则，最后并没有完全坚持。在专家组讨论的时候，绝大部分人还是有共识的，都认为非人灵长类是重要的研究领域，但也有个别人提出反对。我一直不想回应，现在我可以讲清楚，中国的“脑计划”第一期项目里，用在非人灵长类研究项目上的经费不到总经费的1/20，50亿元里面只有不到2亿元。这个经费是可以算得出来的。“脑计划”第一期资助了50多个项目，只有2个项目是做脑图谱的，一个是小鼠脑图谱，一个是猕猴脑图谱，另外我们还有一个猕猴模型制作项目。这三个领域都是中国科学院神经所多年来打头阵的，所以最后都落到了神经所的人主持，但经费是分给全国各个做猕猴研究团队的。但是要说我们把“脑计划”的经费都弄到自己的项目上，这是不符合事实的。三联生活周刊：从数字上来说，“脑图谱”相关的经费是这些项目里面最多的吗？

蒲慕明：也不是，最后各个项目拿到的钱都差不多，比较均匀，所以其实最后又变成了撒胡椒面，大家分钱，平均每个项目有4000万～5000万元。脑图谱的项目属于定向项目，猕猴的脑图谱拿到的经费是8200万元，小鼠的脑图谱是5000万元，加起来1.32亿元。而且一般的项目都是5到10个研究组参与，我们的小鼠和猕猴项目都是十几个研究组在做。在我看来，在“脑计划”第一期资助的项目里，在国际上最有显示度的就是脑图谱相关的工作。我们两年前做了猴脑的全脑细胞分类的空间转录组图谱，今年我们又发表了猕猴前额叶和屏状核的连接图谱，以及猕猴特异细胞类型标记的工具集和应用示范，这些都是国际灵长类研究的重要进展。美国“脑计划”的主持人约翰·恩盖（John Ngai）博士最近还特地写信来，祝贺我们在猕猴脑图谱领域的工作进展。

三联生活周刊：过去几年来，“脑计划”的实施对中国神经科学领域产生的整体影响是什么？

蒲慕明：客观上说，我们不像美国，没有美国国立卫生研究院（NIH）这样的机构。美国的脑科学研究大部分都是NIH支持的，美国的“脑计划”本身只是额外增加了一点经费，是美国对脑科学研究整体投入的1/20不到。即便如此，美国“脑计划”投入的经费规模也超过所有其他国家的“脑计划”。中国过去没有什么大的脑科学项目，所以你说把这个钱分给尽可能多的实验室也符合国情。最后基本上研究能力还不错的人都能拿到一笔经费，其中包括80个刚起步的青年科学家。“脑计划”现在已经是国内神经科学主要的科研资金来源，很多年轻人因此从国外回来，也是依靠“脑计划”的资金开始做自己的研究。评审制度决定科研生态

三联生活周刊：据报道，中国“脑计划”第二期的规划也在制定当中，在经费规模和资助重点方面会有变化吗？

蒲慕明：应该变化不大，可能会有新的项目纳入进来，但科学的进展总是叠加式的，新的项目大部分也还是会基于以前的工作。下一期计划的专家组总召集人是清华大学的时松海院士，我们第一期专家组的所有成员全部退出。

三联生活周刊：这是出于什么考虑？

蒲慕明：应该要年轻的一代出来主导，所以下一期的专家组成员整体都比较年轻。

三联生活周刊：最后项目的审批也是由专家组来决定吗？

蒲慕明：不是，专家组只负责出指南，项目审批有正常的审批程序。最后的评审是国家自然科学基金委员会邀请的专家进行现场答辩。“脑计划”接下来的评审模式怎么做，现在还不是很清楚。上一期的评审模式我认为还是存在问题的。因为所有参加项目的人都不能参加评审，与申请人同一个单位的人也不能参加评审，这样实际上等于把中国所有脑科学做得好的单位和科学家基本排除在外了。

三联生活周刊：评审模式会对科研产生什么影响？

蒲慕明：你甚至可以说评审制度决定一切。国内的科学研究尤其是基础研究，你怎么评审，基本决定着他怎么做工作以及做什么类型的工作。

三联生活周刊：这该怎么理解？

蒲慕明：比如我们现在很多的评审制度不是看他的研究有没有创新性，而是看他有没有在“顶尖”期刊发表过文章，特别是有没有CNS（指的是Cell、Nature、Science）的文章。这样，他很可能就不会去找一个真正重要的、难的问题。因为他首先要保证能发表这类文章，没有这类文章，他就评不上各种荣誉，也拿不到重大的项目。但像CNS这样的“顶刊”，一篇文章投过去，他们要所有的审稿者都同意才能发表。这就导致顶刊的文章不一定是最有创新性的，但一定要是最符合这个领域现在的研究范式的。比如你要说明某个问题，有哪些实验是你必须做的，如果你没有做，就不符合现在的思路——这就是所谓的流行范式。

三联生活周刊：这个范式是谁规定的呢？

蒲慕明：不是哪个人规定的，而是这个领域大家的共识。大家都这么做，你也可以说是潜规则。但自然科学最有意思的地方是，真正有创新性的东西，都必须要打破现有的范式，而且是你从现有的范式里发现问题，想到了另外一种思路、另外一种做法，最终完成了“从0到1”的突破。但一开始绝大多数同行可能都不会同意你，这样你就很难在一流的杂志上发表。你看很多拿诺贝尔奖的科学家，他原始创新的第一篇文章可能都不是发表在顶刊上的。

反过来说，现在的顶刊上，只有少数研究是真正创新的，绝大多数是跟风。比如光遗传学，有人把方法建立了，大家就开始用这套方法去做各种问题研究，发表文章的概率会更大。而且大家一定会互相引用，这样就维持了杂志的引用率。

三联生活周刊：但这不是中国特有的问题？

蒲慕明：这不是中国特有的问题，但因为国内的评审制度太看重CNS的文章数量，而且把这个跟研究人员的各种待遇挂钩，所以问题表现得更突出。在国外的一流大学，要评价一个年轻科学家，决定要不要给他终身职位，不只是看他有没有顶刊论文。因为评审人懂他做的东西，知道他即使没有文章出来，也是在做创新工作，也是很有前景的，就会给他晋升。

但在国内，很多时候都是外行评内行，必须借助一套量化的指标。这也是因为我们的科学家群体还太小，我们的传统也太弱。我们没法像美国前20名大学那样有一批资深的教授，他们可以站出来说，你在顶刊上出的哪篇文章是垃圾，不如人家在小刊物上的文章更有创新性。在中国，很少有人会在评审的时候出来讲这种话。

过去这些年，我们神经所也试着对评审模式进行改革。我们组建了一个国际顾问委员会，聘请很多国外的院士级科学家，让他们两年来给我们的研究员做一次评审。我们事先会把这些被评人的材料匿名送给评审人，收集评审意见，然后请顾问委员会的委员亲自来听受评研究员的现场答辩，还要走访他们的实验室，与研究生和博士后座谈。我们就遇到过一些受评的研究员手里有高级别刊物的文章，但最后评审的结果却不如表面看来论文没他好的人。当然就有人抱怨说不公平，说抓不住评审的标准。当然，我们不能保证每个评审人没有自己的偏见，但总体上，我们认为这种方式对那些敢做难题，真正在努力创新的科学家是公平的，可以帮助我们产生有重大突破的科学成果和开创新领域的科学家。

三联生活周刊：所以在科学领域，到底应该怎么处理民主和科学的关系？

蒲慕明：我认为在科学问题上有时候很难讲民主，不能说是少数人听多数人的。科学的所有领域都是专业性非常强的，很多时候都是少数人的判断和决策被证明是对的。为什么我们一定要有战略科学家？为什么火箭工程怎么搞、怎么选人都要听钱学森的？没有他明智的决策，有些事可能就做不成。三联生活周刊：现在各种原理的成像技术越来越先进，分辨度越来越高，获得的数据规模也越来越庞大，但我们对到底能不能从数据里面挖掘到有用的东西，特别是对脑功能认知有价值的东西，仍然存有质疑。你认为现在能看到明确的路径吗？

蒲慕明：我们现在只看到部分脑区的神经元投射模式，就已得到了一些新的认识。比如我们研究猕猴前额叶神经元的投射模式，就发现猕猴前额叶跟小鼠的前额叶相比，其神经元投射更加专一、更加精准。这里面很重要的一点与神经系统的演化有关。从小鼠到猕猴，大脑体积增大了200倍，但这个过程中神经元本身并没有变大，它的能力也没有变强，只是因为猕猴在演化的过程中产生了更多的神经元，所以大脑体积增大。在小鼠脑里面，一个神经元投射出去，会产生很多的分支，从而支配更多的脑区，但猕猴的单个神经元没办法分支太多，因为每个分支都要消耗资源，而猕猴大脑的资源是有限的。所以为了连接相距更远的脑区，猕猴的神经元只能通过轴突延伸到更远的地方，而不是产生更多的分支。

三联生活周刊：这就像一家工厂随着规模不断扩大，工人负责的工序也会变得更加明确，或者说更单一？

蒲慕明：对，就是出现了更强的分工，换句话说，脑区的靶向性也更强。小鼠神经元一有电活动，好几个靶向的脑区都会受到影响。猕猴就不是这样，它的特异性更强，一个神经元对应的脑区更加专一。这是一个非常重要的规则。如果我们不去追踪小鼠和猕猴大脑的神经连接，就很难了解这个规律。凭以前的解剖技术也没办法获取这样的信息。

三联生活周刊：这些新的认识具体有什么作用呢？

蒲慕明：研究神经元投射规律的过程中所得到的信息，对我们理解人类脑相关疾病有很重要的意义。比如精神类疾病，像精神分裂症、抑郁症、自闭症等，我们过去会用小鼠模型来研究，但小鼠有没有精神分裂症，有没有抑郁症，很多人，尤其是临床医生都持怀疑态度。研究人员判断一只小鼠有没有抑郁症，以前会做一个行为实验，就是把它拎起来扔到一个水缸里。有的小鼠挣扎几下就不动了，有的会一直挣扎。研究者的解释是，容易放弃挣扎的小鼠就是有抑郁倾向的。但很多人都不相信，因为你也可以解释是它的运动系统坏了，或者体力耗尽，没办法挣扎了。在脑科学研究中，为什么我们认为猕猴的模型比小鼠模型更为有效、能力更高？一个重要的原因就是猕猴大脑神经元的投射模式跟小鼠不一样。

我们做细胞图谱研究的时候，还会研究细胞的各种调控元件，比如增强子。很多疾病人类更容易得，是因为我们有各种易感基因（SNP，单碱基变异）。我们发现，精神类疾病的易感基因出现在灵长类的增强子上的比例，就比落在小鼠的增强子上的比例要高得多，这很可能是灵长类更容易出现精神类疾病的原因。所以我们要先找到特异细胞种类，看调控它的元件是什么，确定出它的增强子，然后再看有哪些易感基因落在它上面。这样，我们就会加深对脑疾病病理机制的认识，为临床诊疗找到新的思路。

三联生活周刊：所以在脑图谱推进的过程中，我们就可以期待有应用层面的成果出来，而不是要等它完成以后？

蒲慕明：肯定是这样，你要等到我们把人脑的完整连接图谱做出来，那个时候已经太晚了。比如老年痴呆（阿尔茨海默病），按照现在的预测，假如我们治疗老年痴呆的方法没有太大改进，到2050年，全社会老年人口里会有1/4到1/3的老年痴呆患者。那几乎每个家庭都有老年痴呆患者，可能还不止一个，大家都不能出去工作了。整个社会是无法承担的。

而且，我们一开始要做脑图谱也不是随便找个脑区就做，比如我们决定要先做猕猴前额叶，是因为前额叶是灵长类最关键的脑区，跟我们很多高级认知功能和行为有关。我们后来又做了屏状核。DNA双螺旋结构的发现者之一弗朗西斯·克里克（Francis Crick）就认为屏状核很可能是人类意识的中心，因为它跟几乎所有脑区都有连接。当然，有很多人不同意这点。但就是因为它跟所有脑区都有连接，所以屏状核是一个很有意思的脑区，很值得去研究。

我们对屏状核做了追踪后也发现了一些新现象。我们以前都知道，屏状核和大脑皮层下很多脑区都有连接，但我们发现，它投射到皮层上脑区的连接，跟投射到皮层下脑区的连接，正好是做同样功能的。比如说记忆，屏状核投射到皮层下的海马体，跟它投射到内嗅皮层区用的是同一群神经元——内嗅皮层可以处理海马体传来的信息，被认为是与记忆巩固有关的脑区。也就是说，屏状核投射到各个脑区不是乱投的，而且它不但投射到这两个脑区，也接受这两个脑区的投射。这样，屏状核就可能变成了一个皮层下和皮层上不同脑区之间的信息处理枢纽。