原標(biāo)題：大腦植入物 仿生肢體 戰(zhàn)斗外骨骼 ——一場(chǎng)五角大樓的豪賭

　　目前，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）正在大力推動(dòng)生物學(xué)研究，但一些科學(xué)家質(zhì)疑其高風(fēng)險(xiǎn)手段能否奏效。

　　DARPA資助、約翰斯·霍普金斯大學(xué)開(kāi)發(fā)的仿生假肢

　　圖片來(lái)源：Zackary Canepari

　　當(dāng)Geoffrey Ling提及技術(shù)的未來(lái)時(shí)，他的觀念可謂天馬行空。Ling熱切地描繪了這樣一個(gè)世界：人們的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)自然長(zhǎng)度，意識(shí)能被下載到外部的“硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器”里。“未來(lái)20年，我們的大腦將能高速旋轉(zhuǎn)。我們已經(jīng)進(jìn)入了這一領(lǐng)域?！?/p>

　　接受過(guò)神經(jīng)學(xué)培訓(xùn)的Ling還是一位陸軍上校和美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）首個(gè)生物基金辦公室主任。DARPA于2014年4月啟動(dòng)的生物技術(shù)辦公室（BTO）致力于支持各種天馬行空的技術(shù)設(shè)想，從為士兵設(shè)計(jì)的動(dòng)力外骨骼到能控制精神疾病的大腦植入物。DARPA在其他領(lǐng)域的計(jì)劃同樣“瘋狂”。

　　1957年，蘇聯(lián)先于美國(guó)發(fā)射了世界第一顆人造衛(wèi)星Sputnik。1年后，美國(guó)成立DARPA，該機(jī)構(gòu)的任務(wù)是預(yù)防此類(lèi)突然事件再次發(fā)生。因此，BTO的項(xiàng)目管理者能夠不經(jīng)過(guò)同行評(píng)議等復(fù)雜過(guò)程自由地將數(shù)百萬(wàn)美元投入到大膽的項(xiàng)目中。而且，通過(guò)在技術(shù)研發(fā)階段就與申請(qǐng)者密切合作，該機(jī)構(gòu)旨在幫助相關(guān)技術(shù)渡過(guò)死亡難關(guān)——從基礎(chǔ)研究到商業(yè)化應(yīng)用。

　　而這個(gè)咄咄逼人且高風(fēng)險(xiǎn)的策略已經(jīng)取得了驚人成功，其中最著名的是該機(jī)構(gòu)在上世紀(jì)70年代研發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。這些成功極大地鼓舞了能源部能源高級(jí)研究計(jì)劃局（ARPA-E）等一系列模仿者。ARPA-E主要致力于資助高風(fēng)險(xiǎn)的可替代能源研究。

　　但有人懷疑DARPA的全速前進(jìn)模式也能適用于生物學(xué)領(lǐng)域。他們認(rèn)為，生命系統(tǒng)更加復(fù)雜，存在大量未知或難以控制及設(shè)計(jì)的變數(shù)。而且，由于該機(jī)構(gòu)的生物學(xué)研究直接適用于人類(lèi)，因此相關(guān)研究充滿了倫理關(guān)注。例如，旨在生產(chǎn)更綠色生物燃料的合成有機(jī)物也可能制造爆炸物，而治療傷員的腦刺激技術(shù)也可能用于提高戰(zhàn)斗力。

　　得克薩斯州生物政策顧問(wèn)Edward Hammond想知道，DARPA在與研究人員接觸時(shí)是否心懷不軌。“你不知道DARPA的真實(shí)想法是什么。”他說(shuō)，“它們非常善于尋找那些能解決其感興趣問(wèn)題的人?！?/p>

　　雖然如此，許多生物學(xué)家依然樂(lè)意從國(guó)防部（DOD）獲得經(jīng)費(fèi)以進(jìn)行創(chuàng)新計(jì)劃，例如研發(fā)更好的修復(fù)技術(shù)和改善精神健康療法等。而Ling強(qiáng)調(diào)，DARPA理解這些擔(dān)憂：BTO的每個(gè)項(xiàng)目都設(shè)有生物倫理咨詢委員會(huì)。此外，他表示，如果幻想的生物技術(shù)不可避免，那么DARPA的職責(zé)是投資它們，加快研發(fā)進(jìn)程。

　　“有人認(rèn)為這是可怕的?！彼f(shuō)，“但我認(rèn)為這令人興奮。”

　　快速反應(yīng)

　　自2001年以來(lái)，DARPA開(kāi)始信奉生物科學(xué)。當(dāng)時(shí)，炭疽病毒被寄給媒體辦公室和國(guó)會(huì)議員，引發(fā)了公眾對(duì)生物恐怖主義的恐慌。隨后的阿富汗和伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)，促使該機(jī)構(gòu)資助神經(jīng)學(xué)、心理學(xué)和大腦—計(jì)算機(jī)界面，以幫助受傷的退伍軍人。到2013年，與生物有關(guān)的項(xiàng)目數(shù)量增加，DARPA決定統(tǒng)一加強(qiáng)這些計(jì)劃。自然，時(shí)任DARPA 科學(xué)部副主任的Ling接手了這個(gè)新辦公室和2.88億美元的年度經(jīng)費(fèi)。

　　華盛頓州科學(xué)史學(xué)家George Dyson表示，該辦公室當(dāng)然會(huì)加速研究，原因之一是迅速完成任務(wù)的軍隊(duì)文化，縱觀計(jì)算機(jī)等DARPA正在進(jìn)行的項(xiàng)目，“軍方總是迅速資助他們感興趣的東西”。

　　一個(gè)好的案例是DARPA對(duì)總統(tǒng)奧巴馬2013年提議的人腦創(chuàng)新計(jì)劃的反應(yīng)。該計(jì)劃是一個(gè)備受矚目的多機(jī)構(gòu)合作計(jì)劃，致力于理解大腦線路。在資金分配方案出臺(tái)前，國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）花費(fèi)數(shù)月時(shí)間設(shè)計(jì)了一個(gè)10年戰(zhàn)略計(jì)劃，科學(xué)基金會(huì)（NSF）則開(kāi)展了一個(gè)相關(guān)研究項(xiàng)目競(jìng)賽。而DARPA卻迅速匯集5000萬(wàn)美元經(jīng)費(fèi)，投入到幾個(gè)5年項(xiàng)目中。

　　目前，這些項(xiàng)目已移交給BTO。例如，一個(gè)名為“恢復(fù)快速存儲(chǔ)”的項(xiàng)目，致力于研發(fā)一種刺激設(shè)備，幫助腦損傷士兵恢復(fù)記憶能力。另一個(gè)名為SUBNETS的項(xiàng)目，正在研發(fā)一種能治療7種精神病和神經(jīng)失調(diào)的大腦植入物。作為第一步，這兩個(gè)項(xiàng)目將監(jiān)控接受了臨時(shí)電極植入的癲癇患者的大腦活動(dòng)。這些電極植入到患者的癲癇發(fā)作初始位置。研究者要求患者進(jìn)行記憶訓(xùn)練或執(zhí)行涉及神經(jīng)通路的記憶任務(wù)——這些過(guò)程可能受到成癮或抑郁等的損害，并記錄下電路模式。

　　但取得成功仍需時(shí)間?！昂翢o(wú)疑問(wèn)，這是非常野心勃勃的計(jì)劃?！盨UBNETS項(xiàng)目聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)者、加州大學(xué)舊金山分校神經(jīng)外科醫(yī)生Edward Chang說(shuō)，“我不認(rèn)為會(huì)有人天真地認(rèn)為能在未來(lái)5年輕松地解決這些問(wèn)題?！?/p>

　　獨(dú)特模式

　　另外，DARPA的資助過(guò)程也讓那些習(xí)慣了普通機(jī)構(gòu)的細(xì)致同行評(píng)議過(guò)程的研究人員感到不安。在DARPA，大多數(shù)權(quán)力屬于項(xiàng)目管理者，他們周旋于學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)界和海陸空三軍之間。他們還能獨(dú)自設(shè)計(jì)創(chuàng)新計(jì)劃，邀請(qǐng)研究者申請(qǐng)執(zhí)行該項(xiàng)目，并從中選擇他們認(rèn)為可能完成目標(biāo)的團(tuán)隊(duì)。然后，他們會(huì)在執(zhí)行過(guò)程中與研究者合作，指導(dǎo)項(xiàng)目進(jìn)程。

　　DARPA會(huì)嚴(yán)格要求其經(jīng)費(fèi)接受者的工作，一旦未能完成時(shí)間表，經(jīng)費(fèi)會(huì)被迅速削減。例如，2007年，DARPA開(kāi)始了一個(gè)名為RealNose的項(xiàng)目：開(kāi)發(fā)具有嗅覺(jué)感受器的人工狗鼻子，以偵測(cè)化學(xué)武器等有氣味物品。但3年后，在了解到受體蛋白在室溫下過(guò)于不穩(wěn)定后，該機(jī)構(gòu)扼殺了這個(gè)項(xiàng)目。

　　BTO副主任Alicia Jackson表示，跟隨DARPA安排的研究人員通常能夠自由地發(fā)表其結(jié)果，極少的項(xiàng)目會(huì)被歸于秘密等級(jí)。但DARPA經(jīng)費(fèi)接受者也要放棄部分自由：例如，如果他們?cè)谘邪l(fā)過(guò)程中意外發(fā)現(xiàn)有趣的問(wèn)題，也不能用DARPA的經(jīng)費(fèi)繼續(xù)研究。

　　“最初，它是在文化方面的改變?！盨UBNETS項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一、麻省綜合醫(yī)院神經(jīng)外科醫(yī)生Emad Eskandar說(shuō)。不過(guò)，他與同伴、神經(jīng)醫(yī)生Darin Dougherty認(rèn)為，DARPA的監(jiān)督能促使項(xiàng)目更好地運(yùn)行下去?！斑@幫助我們專(zhuān)注于項(xiàng)目，并不斷向前發(fā)展。”Dougherty說(shuō)。

　　進(jìn)軍生物領(lǐng)域

　　當(dāng)然，Ling決心證明DARPA的模式也同樣能作用于生物科學(xué)領(lǐng)域。其中一個(gè)讓他津津樂(lè)道的成功是仿生假肢。該假肢由DARPA與生物技術(shù)公司DEKA共同研發(fā)，能獲取大腦運(yùn)動(dòng)皮層發(fā)射來(lái)的電脈沖信號(hào)，然后將這些信號(hào)翻譯成恰當(dāng)?shù)男袨椤Ｋ軒椭┐髡咄瓿梢恍?fù)雜任務(wù)，例如處理軟水果和攀巖等。

　　去年，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)了這一設(shè)備，DEKA公司表示，目前正在進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。DARPA與約翰斯·霍普金斯大學(xué)等機(jī)構(gòu)也合作研發(fā)了類(lèi)似假肢。所有這些假肢正在癲癇患者身上進(jìn)行試驗(yàn)，以期大腦植入物能將他們的意圖轉(zhuǎn)化為支配假肢的電脈沖信號(hào)。

　　BTO還接管了DARPA的健康項(xiàng)目，其中包括試圖將能捕食其他細(xì)菌的細(xì)菌植入抗菌藥物。而其他項(xiàng)目則有更明顯的軍事用途，例如，能提高士兵力量和速度的外骨骼。一個(gè)名為“敘事網(wǎng)絡(luò)”的項(xiàng)目則在研究大腦如何對(duì)不同的故事和命令作出反應(yīng)，這將有助于說(shuō)服受侵襲的村民接受美國(guó)軍隊(duì)的援助，或促使恐怖分子脫離組織。

　　Ling和同事懷揣著這樣的理念：越脫離現(xiàn)實(shí)越好。“我們?cè)趯ふ艺f(shuō)‘是’而非‘不是’的方式。”他說(shuō)。

　　但對(duì)于所有這些突破性進(jìn)展，沒(méi)有證據(jù)顯示DARPA的快速跟進(jìn)方式比同行評(píng)議篩選更有優(yōu)勢(shì)。而且，與NSF和NIH等機(jī)構(gòu)不同，DARPA不會(huì)公開(kāi)其經(jīng)費(fèi)，也不會(huì)進(jìn)行內(nèi)部分析，以決定項(xiàng)目管理者是否選擇了最好的團(tuán)隊(duì)和資助了最好的科學(xué)。

　　但如果DARPA不放慢節(jié)奏以評(píng)估其成功與否，那它會(huì)評(píng)估其項(xiàng)目對(duì)社會(huì)的影響嗎？Ling說(shuō)是的，并指出倫理學(xué)家會(huì)對(duì)BTO的項(xiàng)目進(jìn)行指導(dǎo)。盡管如此，仍有研究人員表示懷疑。俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)退休神經(jīng)學(xué)家Curtis Bell擔(dān)心腦刺激等技術(shù)會(huì)被用來(lái)控制人類(lèi)，這類(lèi)似20世紀(jì)中葉用來(lái)處理麻煩囚犯的腦前額葉切除術(shù)。

　　但Ling認(rèn)為，DARPA需要毫不猶豫地跳出爭(zhēng)議：如果美國(guó)不這么做，其他人也會(huì)這么做?！拔覀兾ㄒ荒茏龅木褪亲鲞@件事。在某種程度上，我們也要思考如何減輕它們的不良后果?！?/p>

　　Ling表示，他計(jì)劃在明年能進(jìn)一步擴(kuò)展其辦公室，以獲得其他領(lǐng)域的驚人發(fā)現(xiàn)。目前，BTO有11位項(xiàng)目管理者，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)從傳染病到自然生態(tài)系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域的創(chuàng)新，并試圖擴(kuò)展到更遙遠(yuǎn)的領(lǐng)域，例如古生物學(xué)和天文學(xué)等。Ling表示，一位小行星專(zhuān)家將能幫助開(kāi)發(fā)應(yīng)對(duì)外太空威脅的項(xiàng)目以及尋找其他星球上的生命跡象?！昂翢o(wú)疑問(wèn)，這將是人類(lèi)歷史上最令人激動(dòng)的科學(xué)新聞。我也希望那是由DARPA資助的。”他說(shuō)。