美国“脑计划”组织实施体制机制和管理特点研究

王晔博，应益昕，李 慧，王 健

(中国科学技术部科技评估中心，北京 100081)

了解大脑是当今时代最具挑战性的前沿科学问题之一，是人类理解自然和人类本身的“终极疆域”。脑科学，狭义一般指神经科学，是为了解神经系统内分子水平、细胞水平、细胞间的变化过程，以及这些过程在中枢功能控制系统内的综合作用而进行的研究；广义讲是从生物脑的角度认识脑，还包括如何更好地保护脑、开发脑、创造脑。脑科学启蒙于16 世纪以前，19 世纪进入了快速发展阶段，20世纪60 年代，脑科学正式成为一门独立学科，研究范围几乎涉及了生命科学的所有领域。进入21 世纪，脑科学研究呈现百花齐放、百家争鸣的局面［1］。

世界各国高度重视脑科学的发展，提出各自的脑计划，意图抢占未来发展的战略制高点。美国独领风骚，欧洲、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、日韩等为第二梯队，以色列、中国等新兴力量已崭露头角［1］。从2013 年开始，美国作为神经科学研究的超级大国，着手谋划了新一轮的脑科学研究项目，即“基于创新神经技术发展的脑研究”（Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies,BRAIN），简称“脑计划”［2］，旨在加深对人脑内部运作的理解，改善我们预防和治疗脑部疾病的方式。

中国历来重视脑科学领域的发展。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020 年）》将“脑科学与认知”列为科学前沿问题，国家973 计划、863 计划和自然科学基金持续部署支持，中国科学院专门设立“脑功能联结图谱计划”B 类先导专项，累计投入达40 亿元以上。习近平总书记于2016 年强调，“脑连接图谱研究是认知脑功能并进而探讨意识本质的科学前沿，这方面探索不仅有重要科学意义，而且对脑疾病防治、智能技术发展也具有引导作用”。“十三五”国家科技创新规划明确从更长远的战略需求出发，部署启动“脑科学与类脑研究”等一批科技创新2030——重大项目。

当前，脑科学正处于关键的前沿探索与蓬勃发展阶段，本文系统梳理美国脑计划的组织管理体制机制，为探索完善市场经济条件下的关键核心技术攻关新型举国体制提供参考借鉴，有助于构建具有生命科学领域特色的攻关组织模式，以及高质高效地组织实施好“脑科学与类脑研究”科技创新2030重大项目。

1 美国脑计划的决策部署

1.1 战略决策

2011 年，艾伦/盖茨/卡夫利专题研讨会形成了脑活动图谱（Brain Acitivity Map,BAM）概念［3-4］，为美国脑计划奠定了基础。2013 年2 月，美国总统奥巴马在国情咨文中提出，“如果我们想制造最好的产品，那么我们就得向最好的思想投资。在绘制人类基因组的研究中，我国投入的每一美元对于我们的经济都得到了140 美元的回报——每一美元都是如此。现在我们的科学家们正要绘制人脑，以揭开阿尔茨海默病之谜”，并呼吁对脑研究进行投资，标志着美国政府支持的大型脑科学研究项目拉开帷幕。2013 年4 月，白宫宣布了这项公私合作的国家大科学计划——脑计划，决定“动态了解大脑的活动情况，并更好了解我们的思维方式，学习方式和记忆方式”［2］。

1.2 实施方案编制论证

美国作出实施脑计划的战略决策后，许多神经科学家认为脑计划与脑活动图谱概念有较大区别，并未提出脑计划的具体目标、实施周期等具体内容。美国国家科学基金会（NSF）等专门召开了一次讨论会，参会科学家就脑计划研究内容不断争论［5］。为此，由美国国立卫生研究院（NIH）院长牵头，组织相关学科顶级科学家，组成NIH 院长咨询委员会（ACD）的脑计划高级别工作组，基于“促进前所未有的跨学科研究”的整体思路，制定NIH 脑计划实施方案，为所有参与者提供指南［6］。工作组主要开展了三方面工作，包括综述神经科学的最新进展；阐明实现脑计划科学愿景的短期、中期和长期科学目标；为实现这些目标，制定科学技术路线。2014年6 月，工作组向ACD 提交了最终实施方案，即《脑科学2025：科学愿景》（《BRAIN 2025 Report》）［7］。

该实施方案阐明7 个主要目标和7 个核心原则（即科学和道德愿景），围绕目标和原则展开说明了研究背景、理论依据、分阶段目标、科学计划、预期成果、科学组织、经费预算等内容。方案认为：（1）实现愿景的最佳途径是加速技术研发，重点是要通过研发和应用新技术、新工具，找出神经系统不同状态下的工作机制［8］。（2）拟定的短期和长期目标存在无法完成的可能，未来的科学发现、技术发展会引出更加需要优先发展的研究领域，或由于无法预见的因素导致当前一些长期目标的重要性降低，因此，必须根据科学发展趋势判断具体项目的成效，及其与脑计划的持续相关性。（3）建议成立科学咨询委员会，以指导、适时评估并更新计划目标和原则。（4）建议NIH 脑计划分两个5 年阶段实施，第一阶段重点是支持技术和方法的开发、验证，从2016 财年开始，NIH 预算增至每年4 亿美元，第二阶段重点是集成技术、促进形成脑的根本性新发现，NIH 预算增至每年5 亿美元［9］。

2 美国脑计划组织架构

美国脑计划实施过程复杂，涉及联邦政府、私营行业、慈善机构、非营利组织、学院和大学等多种类型机构，这些机构根据战略目标，分别组织部署有针对性的研究任务，并协同协调推进。目前，脑计划形成了“白宫决策动员—脑计划联盟协调—各成员组织实施”的基本组织架构。

2.1 决策指挥层：白宫决策动员

美国脑计划由总统直接决策并亲自动员，通过白宫科技政策办公室（Office of Science and Technology Policy,OSTP）领导指挥、协调推进。

2.2 组织协调层：脑计划联盟协调

脑计划成立联盟（BIA），协调和促进相关机构之间交流沟通，有组织地开展工作，实现合作伙伴之间的协同。脑计划联盟包括美国联邦成员、非联邦成员，其附属研究机构也参与其中。

联邦成员包括NIH、NSF、国防高级研究计划局（DARPA）、美国食品和药物管理局（FDA）、情报高级研究计划局（IARPA）等5 家机构。各联邦机构研究内容有所侧重，NIH 致力于脑科学研究相关新工具、技术的开发和应用；NSF 注重神经回路相关研究，加速神经科学和神经工程基础研究、新技术开发和基础设施建设，鼓励产学合作伙伴关系；DARPA 重点关注脑部创伤后诊断和治疗，推动发展脑数据处理、成像和先进分析技术；FDA 与其他机构合作，开发可用于人体的医疗和研究设备，提高神经医疗器械监管环境的透明度；IARPA 重点支持相关应用研究，通过多学科方法来促进理解大脑及其运作等［10］。

非联邦成员包括20 家以上的世界顶尖机构，涵盖大学、基金会、企业、私营部门等，与联邦机构相互配合、共同推进。如，卡夫利基金会（Kavli Foundation）资助医学机构建立脑科学联合研究所，开展新一代神经科学与医疗相结合的技术研发，建立数据共享平台；艾伦脑科学研究所（Allen Institute for Brain Science,AIBS）开展了大规模脑皮质基础科学研究，可提供大量脑科研研究相关资源，包括脑观察平台、细胞类型数据库等［11］。

2.3 实施管理层：各成员分头组织和实施推进

NIH 是脑计划的管理机构和主要资助者，各联盟成员按职责分工部署实施和管理推进。

NIH 成立2 个工作组，进行整体设计并提供评估指导。（1）2013 年组建ACD 脑计划高级别工作组，由两位专家共同主持，职责是编制实施方案；2018 年成立工作组2.0，替代原工作组，职责是为ACD 提供科学指导，以更好推动科学愿景实现。（2）2015 年成立神经伦理学工作组，由神经伦理学等领域的专家组成。职责是研究神经科学的伦理、法律和社会意义，研判和预测伦理挑战，提供应对方法和伦理学咨询，发布相关指导文件，并确定神经伦理学研究项目等。

NIH 成立多理事工作组（Multi-Council Working Group,MCWG），强化日常监督和评估。该工作组由NIH 相关研究所联络员及专家、其他联邦机构专家、指定联邦官员等共同组成，职责是对NIH 脑计划的实施进行持续监督，评估项目（计划）进展情况等，确保做好计划内部的统筹协调和信息共享。此外，NIH 于2020 年3 月任命John Ngai 作为计划主管，负责NIH 脑计划的战略执行和日常运营。

鉴于脑科学研究的跨领域性质，NIH 资助的项目由其10 个附属研究所共同管理。包括国家替代医学和综合健康研究所（NCCIH）、国家老龄化研究所（NIA）、国家生物医学成像与生物工程研究所（NIBIB）、国家药物滥用研究所（NIDA）、国家神经疾病和卒中研究所（NINDS）、国家眼科研究所（NEI）、国家防止乙醇滥用与乙醇中毒研究所（NIAAA）、国家儿童健康与人类发育研究所（NICHD）、国家耳聋和其他交流障碍研究所（NIDCD）、国家心理健康研究所（NIMH）。这些研究所的研究方向与NIH 脑计划的研究领域相辅相成［12］，见图1。

图1 美国脑计划组织架构

3 美国脑计划主要管理机制

脑计划的组织实施具有规模大、跨学科跨部门、机构多等特点，非常重视沟通交流与协调协同，注重资源共享、信息公开和国际交流合作，从组织协调、资金投入、开放共享、合作交流、人才培养、监督评估等方面构建了具有特色的组织管理模式。

3.1 组织协调机制：有效开展跨部门、跨学科交流

脑计划通过组织召开脑科学相关的各类工作会议、专题研讨会，有效促进跨部门、跨学科之间的交流和合作，加速推进脑科学研究进程。（1）在计划层面定期组织召开研究者大会，参会人员包括国会议员、联邦机构官员、非联邦成员代表、受资助研究人员、媒体和公众等，目的是分享科学发现和潜在研究方向，研究确定协同创新等事项。（2）不定期组织召开专题研讨会，联邦机构、非联邦成员针对各自研究方向及进展，开展有益探讨。三是NIH 各工作组定期组织召开工作会议，推动计划管理实施。

3.2 多元投入机制：政府长期稳定投入，引导社会资金广泛参与

脑计划构建了多元投入的资助体系，有力保障脑科学基础前沿技术研发资金的持续稳定，有力支撑开展大规模、长周期的创新研究。2013 年美国脑计划启动以来，联邦政府不断加大投入力度。截至2020 年年底，通过国会常规拨款程序及21 世纪治愈法案，仅NIH 已支持部署900 多个项目，投入约18 亿美元；2021 财年，NIH 获得拨款5.6 亿美元；预计到2026 年，总投入将达到58 亿美元［13］。在脑计划引导下，基金会等私营机构热情高涨，参与机构数量多，资金投入力度与政府拨款持平甚至更高。

3.3 开放共享机制：建立信息公开平台，推动资源共享与协同创新

脑计划重视信息公开和成果宣传。（1）为有效实现“与科学界共享使用脑计划开发的技术和工具”目标，脑计划联盟设立专门网站，全面介绍脑计划相关背景信息、里程碑事件、重要进展和成果、资助机会和工作动态等。（2）NIH 设立脑计划网站，实时更新工作动态、会议情况、重要事件以及突破性进展和成果等。

脑计划重视和大力促进数据标准化、可利用。（1）实施方案中强调要以标准化方式收集数据，建立共享数据平台和数据分析工具，提高数据的可重复性、可使用性、可开发性和可比较性，并突出用户访问和专家管理等功能。（2）制定数据共享方案，确定各类数据标准、共享时间节点等要求，通过数据平台建设，及时转化数据成果，并推动数据资源开放共享。

3.4 产学研合作机制：创新资助类型，加快技术产品开发

脑计划通过创新部署公私合作项目、传播项目等多种类型的专题研究，更好推进产学研高效合作和跨界集成，加快科研成果推广应用和技术产品开发。

资助公私合作项目，促进临床研究人员与最新一代Ⅲ类（侵入性、造成重大伤害风险）记录类医疗设备的制造商合作，充分利用制造商已有安全性、有效性数据，加速临床研究进度。主要措施包括：NIH 与设备制造商签署风险共担协议；制定合作研究协议、保密协议；简化学术机构与制造商合作的法律和行政程序等［14］。

传播项目包括系列主题子项目，旨在为科学家提供从技术发明到成功产品开发所需知识和教育资源。如，设立商业化创新项目，为医疗器械研发人员提供了专业业务框架和基本工具，促进生物医学技术从实验室（概念）成功转化到市场（诊所）；设立NSF I-Corp 项目，通过提供课程，帮助研究人员与潜在客户、合作伙伴和竞争对手沟通交流，促进产品从实验室推向市场。

3.5 人才培养机制：强化人才队伍发展，注重人员构成多样化

脑计划注重提升人才队伍的专业技术能力，建设多样化人才库，共享专业知识技能。（1）部署培训专题研究项目，提供早期职业培训机会，确保青年科研人员具备必要技能、领导科学突破。（2）提供跨学科的职业发展机会，增强专业技术能力。（3）2021 年3 月发布“加强多元化观点计划”（Plan for Enhancing Diverse Perspectives），要求申报项目必须详述团队组成和采取的措施等，促进和保障人才多样化。此外，还设立高级博士后职业转型奖等［15-16］。

3.6 评估和调整机制：重视阶段性评估，动态优化调整

脑计划始终强调评估和动态调整的重要性，实施过程中注重项目（计划）层面的日常监督和评估。随着脑计划进入实施中期，工作组2.0 以及神经伦理学工作组组织开展了脑计划中期评估。评估主要采用科学家讲演、小组研讨、访谈以及公众评议等方式，召开系列公开的国际会议。

工作组2.0 历时1 年半，于2019 年6 月提交了计划实施中期报告，主要内容包括：前期活动和计划实施进展；调整更新实施方案目标；研判技术开发新机会，确保价值最大化；强化跨领域研究；并提出2020 财年的优先领域等［17］。

神经伦理学工作组重点总结评估了实施方案优先领域，分析研判新工具、新技术可能引发的神经伦理问题，并于2019 年提交了神经伦理学专题报告［18-20］。

3.7 积极引领和推动国际大科学计划

美国脑计划部署实施3 年后，美国政府在2016年联合国大会上宣布发起国际脑计划，积极倡导和参与国际大科学计划。2017 年12 月，来自世界主要国家的代表正式宣布成立国际脑计划。美国脑计划作为国际脑计划的一部分，进一步提升了美国在该领域的领导力和国际影响力［2］。

4 美国脑计划对国家重大科技项目的启示和建议

4.1 突出战略前瞻谋划和科学系统设计

加强战略谋划。美国在科技前沿领域采取全面领先战略，脑计划是在科学家自下而上提出建议的基础上，总统自上而下迅速决策、前瞻布局，有力确保了美国在脑科学领域的先发优势。当前，国家全面开启了向创新型国家前列迈进的新征程，脑科学作为战略价值极大的前沿必争赛道，要审视大势大局，把握机遇挑战，科学准确预判，前瞻布局、趋利避害，赢得未来发展的主动权。

聚焦有限目标。美国脑计划通过集体计划过程建立里程碑，并就计划目标达成共识。针对生命科学领域大科学计划，要确定清晰明确的战略目标和可以考核的具体目标，确定实际可行的技术路线和里程碑节点等，把握好目标导向和前沿探索之间的平衡［21］。

注重系统统筹优化。脑科学研究产生海量数据，要更加重视数据标准化、数据平台建设等共性基础服务及同步升级；更加重视道德伦理，强化神经伦理学的同步研究部署和审查论证。四是始终坚持科技界全程参与，广泛听取观点意见，科学顶层设计和战略研究。

4.2 营造开放共享、协同协作的创新生态。

加强信息公开。建立完善计划管理和服务的信息化平台，加快数据、成果等信息资源的公开，减少由于信息不对称导致的资源浪费、效率低下和进度滞后，推动技术成果的宣传、验证和推广应用。加强组织协调、协同合作。畅通科学研究、产业行业等之间的互动交流渠道，鼓励组建创新联合体、联盟等行业组织，促进开放交流和深入协作。

加强国际交流，积极融入国际大科学计划。脑科学研究涉及范围广、复杂性大、不确定性高，要统筹利用好国际国内两种资源，一方面加大国际引智力度、招募顶尖优秀人才，一方面积极参与国际脑科学计划，充分利用国际资源平台，不断提升领域话语权，努力牵头实施国际大科学计划。

4.3 重视监测评估和动态调整

按照重大项目执行全生命周期，将监测评估嵌入管理程序和重要环节，与日常管理和监督工作衔接贯通。构建完善监测与评估体系，注重标准化与规范化，加强对项目（课题）的日常监测和关键节点考核，定期组织开展监督评估。借鉴美国脑计划的中期总结评估经验，在重要节点全面总结，评估组基于广泛研讨，总结评估、修改完善实施方案，并为下一阶段计划实施提供科学指导。

建立响应及时、科学高效的动态调整机制，有效衔接监测评估，把握国际国内态势需求，及时调整规划设计和重点任务，防范化解重大风险，保障项目（计划）顺利实施。