BAM计划发起人之一的乔治·丘奇

 

  去年夏天,六位科学家提出一项雄心勃勃的绘制人类大脑活动图谱(BAM)计划,该计划如果成功,其影响力足以与人类基因组计划(HGP)相媲美。哈佛大学医学院的遗传学家乔治·丘奇(George Church)是该计划的六位发起人之一,他同时也是HGP和个人基因组计划(PGP)的创始人之一。在接受《哈佛医学新闻》采访时,他对BAM项目本质、目标和所面临的挑战逐一作了较为详尽的阐述。
 

共识一致:着手推进BAM计划

  问:什么是大脑活动图谱(BAM)计划?
 
  答:开展BAM的目的是让我们可以从复杂的神经网络中读写单个神经元。大家知道,数量巨大且非常广泛的神经回路使大脑的各个不同部位联成一体,人们试图能够从中得到总体和局部两个水平的解析。这和HGP非常相似,开始我们的能力只限于了解单个基因、或者在较低水平上测序整个基因组,但我们需要同时获得这两种测试数据,进而对整个基因组进行单个碱基水平的解析。这也是BAM的技术推进路线图,旨在降低解析成本和提高质量,最终能在任意范围的神经回路里开展单个神经元解析。
 
  问:您说这与HGP相似。那么不同之处何在?
 
  答:在HGP中,许多技术进步来得太迟了。我不想BAM也是如此。HGP完成后其衍生的技术成百万倍地降低了成本,如果我们早点拥有这些技术就好了。我认为,BAM的设计应该具有更大的灵活性,同时更着眼于技术以及可解读性上;并且,HGP对小规模研究团体的支持和接受度也不够。我认为,给一些小实验室提供参与一些大项目的机会,往往会产生一些意想不到的结果,甚至会改变通常由几个大实验室之间竞赛的格局。
 
  问:提出BAM有其怎样的背景故事?
 
  答:我们中的大部分人都是从事跨学科研究的。这些从事合成生物学、纳米技术和神经科学领域的科学家,2011年9月在英国的奇切利礼堂会晤时意识到,如同1984年从美国犹他州阿尔塔开始的HGP一样,BAM也是如此。好在大家目标一致,虽然还不十分确定,但我们感觉技术已经成熟。在一起构思BAM过程中我们六个人视野同步,决定开始撰写提案,组织研究。
 
  问:为什么去年才提出这个项目?
 
  答:在构思中,我们经常会发现技术进步与应用之间的差距,诸如许多合成生物学、纳米化学、光学纤维等领域的技术进步没有被整合、交叉,难以实现质的飞跃。因此也不可能产生会影响神经生物学发展的相关技术。好在(科学界或者我们)目前基本已经形成共识――若干新技术已足够成熟并可结合应用于神经生物学。
 
  问:通过BAM,您最想解决什么问题?
 
  答:我们希望得到对自然状态的最基本的了解,而这只有当认识达到一定的深度和广度才能实现。我们希望深刻地理解医学病理、人的日常情绪以及创造力的产生,等等,同时也希望看到在成本、准确性、全面性和低侵入性等方面的巨大改善。后者是工程上的障碍,而不是某些特定的科学发现。
 

组织经验:项目成败之关键

  问:您认为基础科学、临床护理,甚至说得更广泛些,整个社会的哪些方面可以从中获益?是否可以先从基础科学谈起?
 
  答:对于基础科学而言,可以帮助科学家们更好地开展现有的研究,使时间分辨率更全面,拥有更多的手段进行复杂性日益增加的相关神经网络的假设验证。
 
  问:您预计最大的挑战在哪里,是技术、组织还是社会道德?
 
  答:首先,最重要的是安全。这就是为什么我在一开始要从人谈起。从组织的角度来看,我认为我们必须小心,不要刻意构建巨无霸般的组织,而且能让一些小型实验室受益,让其与大型实验室有个比对。同时,通过一些途径来鼓励符合成本效益的即用技术,没有必要只依赖大型公司或研究所。
 
  问:在技术上或将面临哪些挑战呢?
 
  答:真正的挑战是改变人们的思维定势,避免自满。如果我们取得十倍的进步,不能只是说“太好了,我们可以休息十年了。”相反(人们)应该不断寻找下一个十倍的进步。此外,如何调整优先次序、光学研究组和合成生物学研究组的关系是竞争还是互相促进,就在于我们如何优化这些跨学科的团队。
 
  问:哈佛医学院对BAM的贡献如何?
 
  答:波士顿是世界基因组学的中心,这里具有开展大科学项目的组织经验。在哈佛医学院,神经生物学系的迈克·格林伯格(Mike Greenberg)拥有一个世界级的团队,他们的很多研究课题或将启发和受益于任何技术进步。此外,哈佛大学具有世界顶级的干细胞研究小组,以及威斯生物工程学院具有项目所需的跨学科力量,这里的机械和生物工程师可以并肩工作。哈佛-麻省理工博德研究所从事的各种不同生物医学研究,真正代表了最好的小科学――在资源和效率上有着大科学的背景。
 

资料来源 Harvard Medicine News

责任编辑 则 鸣