摘要：前沿基础类重大科技计划在推动科学前沿探索和提升国家创新能力方面发挥关键作用，具有专注于探索未知的科学领域和揭示基础科学原理、强调科学问题的原创性和探索性等特征。此类计划瞄准战略全局性和前瞻性的重大科技问题，其战略方向决策在一定程度上影响基础研究的资源配置和未来

本文来源：《全球科技经济瞭望》 2025年1月第40卷 第1期

作者：赵润博，赵筱媛

中国科学技术信息研究所，北京100038

前沿基础类重大科技计划在推动科学前沿探索和提升国家创新能力方面发挥关键作用，具有专注于探索未知的科学领域和揭示基础科学原理、强调科学问题的原创性和探索性等特征。此类计划瞄准战略全局性和前瞻性的重大科技问题，其战略方向决策在一定程度上影响基础研究的资源配置和未来竞争赛道，因而值得重点关注。美国“脑计划”（Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies，BRAIN）是前沿基础类重大科技项目的典型代表，已经成功革新了神经科学领域研究，其战略方向的制定为全球科学界提供了宝贵经验。该计划于2013年4月由时任美国总统奥巴马宣布正式启动。该计划是美国在脑科学领域的重大科技计划，旨在帮助研究人员找到治愈甚至预防脑部疾病（如阿尔茨海默病、癫痫和创伤性脑损伤）的新方法、探索大脑如何记录、处理、使用、存储和检索大量信息，以及阐明大脑功能和行为之间的复杂联系。这些战略方向的决策和布局具有前瞻性，在一定程度上为美国生命健康领域的前沿探索奠定了坚实基础。因此，解析美国制定“脑计划”战略方向的决策过程，分析其如何通过精密组织和多元方式，对于中国开展类似前沿基础领域的重大科技计划具有重要借鉴意义。

一

“脑计划”概述

“脑计划”由美国国立卫生研究院（National Institutes of Health，NIH）主导，多个联邦机构共同参与和资助，其规模和愿景堪比人类基因组计划，将持续多年先后投入数十亿美元资金，不仅有望推动神经科学研究的重大突破，还可能带来医疗、人工智能等领域的革命性进展。

1.1“脑计划”研究主旨及发展历程概述

作为一项跨领域大规模科研项目，“脑计划”的领域范围涉及神经科学、工程学、纳米技术和计算机科学等多个领域，主要工作目标包含加速开发和应用创新技术，以创建一个动态的人脑功能图谱；深入了解大脑如何编码、存储和检索海量信息；阐明大脑复杂神经回路的运作机制；探索大脑认知、情感和行为之间的联系；为治疗各种神经系统疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症等）提供新的方法和途径。

截至2024年，“脑计划”发展已经超过10年，从酝酿时期开始，先后经历了正式启动、1.0阶段（总体愿景制定、中期总结）和2.0阶段等主要阶段，具体情况见表1。

1.2“脑计划”组织架构概述

“脑计划”的组织架构可以分为横向、纵向两个维度。在纵向维度上，自上而下的层级结构大致可以分为战略规划层面和组织实施层面，分别负责“脑计划”的顶层设计和具体落实。在横向维度上，组织内部包含政府部门和私立合作机构的合作，而组织外部则包含涉及与其他国家之间的合作关系（见图1）。

1.2.1战略规划层面

“脑计划”的顶层战略层面主要是美国白宫科技政策办公室（Office of Science and Technology Policy，OSTP）和国家科学技术委员会（National Science and Technology Council，NSTC）。OSTP负责提供高层次的政策指导，而NSTC则负责协调各参与机构的工作，确保整个计划的战略方向一致。

多个美国联邦机构共同参与了“脑计划”的规划设计。NIH作为“脑计划”的依托单位和主要领导机构，负责大部分资金的分配和管理，其院长主导制定了“脑计划”的整体战略规划和中期战略报告。美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）负责支持基础研究和技术开发；美国国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）关注军事应用领域的神经技术研究，以及诊疗患有创伤应激、脑损伤战士的医疗应用。其他美国联邦机构还包括美国情报高级研究计划局（Intelligence Advanced Research Projects Activity，IARPA）支持与情报相关的脑研究；美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）负责相关医疗设备和药物的监管；美国能源部科学办公室（DOE Office of Science）配合提供高性能计算、先进建模能力和数据科学能力等，如提升开发全面脑连接图谱的能力等。

1.2.2组织实施层面

NIH院长咨询委员会（Advisory Committee tothe Director，ACD）成立于1965年，是NIH的常设机构，其职责是辅助NIH院长制订重大计划和政策，尤其是与NIH资金和资源分配相关的计划和政策。在“脑计划”中，ACD是NIH院长的直接咨询机构，对“脑计划”的整体方向和战略决策发挥关键作用，负责审查和批准“脑计划”2.0工作组的报告和建议，制定其未来发展方向，评估“脑计划”对科学研究、医疗实践和社会影响的整体效果。此外，NIH下设10个研究所/中心，是“脑计划”的管理主体。这些研究所的主要涉猎方向高度配合“脑计划”目标，具体涉及健康产品与实践、了解衰老、疾病预防与诊疗、药物使用与成瘾科学、神经系统工作机理、消除视力丧失、酒精与健康等研究方向。

“脑计划”的主要工作小组分为三大类。第一类是“脑计划”工作组（1.0和2.0），主要负责调研相关研究进展、识别新兴工具和机会、提供发展科学建议等；第二类是联合理事会工作组（Multi-Council Working Group，MCWG），由NIH下属的各研究所所长和中心主任以及非联邦专家组成，负责协调NIH内部不同研究所和中心的工作，审查“脑计划”的进展和潜在的新举措，为NIH的“脑计划”提供持续的监督，可以直接向NIH院长汇报工作；第三类是神经伦理学工作组（Neuroethics Working Group，NEWG），由神经伦理学和神经科学专家组成，旨在识别和分析“脑计划”研究中的伦理问题，为其提供与神经伦理学相关的咨询意见，确保“脑计划”研究遵循伦理准则。

最后，除上述政府主导的实施部门外，“脑计划”的组织实施还包含一些美国社会中的私立合作伙伴，如艾伦脑科学研究所、Howard Hughes医学研究所（HHMI）、Kavli基金和Salk生物研究所等。这些机构通过提供额外的资金支持、研究资源和专业知识，可以作为联邦机构的补充研究。

1.2.3外部国际合作层面

美国“脑计划”将与欧盟的“人脑计划”（Human Brain Project）、日本的“脑计划”（Brain/MINDS）、加拿大“脑计划”和中国“脑计划”进行合作。这种全球协作旨在促进脑科学研究的协同发展，共享资源和知识。

以上3个层次的组织架构体现了“脑计划”的综合性和复杂性，它整合了来自政府、学术界和私营部门的资源和专业知识，建立了一个灵活的框架，可以随着科学进展和新挑战的出现而调整，从而更有效地推进人类对大脑的理解。

二

“脑计划”的战略方向决策过程分析

本文以“脑计划”进程中的3份标志性文件为研究对象，详细分析文件中关于总体战略规划、战略中期评估和伦理评判等重要内容，解析这一重大科技计划的战略方向决策过程。

2.1纲领性文件《BRAIN 2025：科学愿景》

《BRAIN 2025：科学愿景》（以下简称《愿景》）于2014年6月5日发布，是“脑计划”最重要的指导性文件，为未来10年的脑科学研究设定了总体科学目标和实现这些目标的计划，包括时间表、里程碑和成本估算等，为研究人员提供了清晰的方向和优先级。

具体而言，《愿景》计划在10年内开展“脑计划”，前5年（2016—2020）重点关注技术开发，主要是支持技术开发和验证，创造新的方法，并合并整合以服务重要的科学问题。后5年则转向关注整合技术，以对大脑进行根本性的开发。在基金预算方面，“脑计划”的资金安排计划从2014财年逐步增加，到2018年达到4亿美元/财年，然后到2021财年保持稳定在5亿美元/财年。

2.1.1《愿景》战略实施目标

为确定“脑计划”的详细科学目标，美国国立卫生研究院建立一个由科尔内莉亚·巴格曼博士（洛克菲勒大学）和威廉·纽瑟姆博士（斯坦福大学）共同主持的高级别工作组，用于制定实现这些目标的科学规划，内容见表2。

2.1.2《愿景》的高级优先发展方向

《愿景》在制定优先发展方向时，首先由“脑计划”1.0工作组响应ACD号召，调研了神经科学的现状并确定关键研究机会，通过在全国各地举办研讨会，邀请专家广泛参与，商讨分析各类实验的价值，邀请公众进行评论。在此调研基础上，“脑计划”1.0工作组于2013年9月发布初步报告，并在2014年6月决策出高度优先的核心研究方向。

《愿景》提出的优先发展方向中，第一是发现多样性，识别并提供对不同脑细胞类型的实验途径，以确定它们在健康和疾病中的作用。第二是多个比例的映射，生成分辨率从突触到整个大脑不等的电路图。第三是动态大脑，通过开发和应用改进的方法大规模监测神经活动，生成大脑功能的动态图片。第四是证明因果关系，使用改变神经回路动力学的精确干预工具将大脑活动与行为联系起来。第五是确定基本原则，通过开发新的理论和数据分析工具，为理解心理过程的生物学基础奠定概念基础。第六是推进人类神经科学，开发创新技术了解人脑并治疗其疾病；创建和支持综合人脑研究网络。第七是从“脑计划”到大脑，整合目标1～6中产生的新技术和概念方法，以发现神经活动的动态模式如何转化为健康和疾病中的认知、情感、感知和行动。

2.1.3《愿景》战略方向的制定机构

该文件主要由NIH院长咨询委员会（Advisory Committee to the Director，ACD）主导制定，该组织的成员名单见表3。

此外，ACD在制定上述7个优先发展项过程中，为了确保这7个高级优先项符合“脑科学”战略方向，以及确保其得到适当的评估和更新，专门成立了一个科学顾问委员会。该委员会由相关不同领域的专家和科学家组成——神经科学、分子生物学、临床科学、物理和定量科学以及伦理学。该委员会旨在确保“脑计划”的科学愿景得到更新，前瞻性地识别未来10年的新技术机会；将不同学科相结合，维持这些学科之间的交流；负责支持疾病特定领域的神经科学研究，提供NIH研究所之间的凝聚力，刺激对疾病的新理解。

2.1.4战略方向制定的主要决策方法

（1）多种征集形式

2013年9月中期报告后，“脑计划”工作组与科学界进行了深入讨论。主要形式如下：

顶级学术专家咨询。在神经科学学会的会议上举行一次公开市民会议（Open Town Hall），向神经学会的历届领导层进行咨询，同时还咨询了神经病学、精神病学、神经外科、麻醉学、神经放射学和神经心理学等学科的学会主席，寻求其建议，以期得到解决各自领域未解难题的最佳解决方案。

跨机构合作商讨。脑科学工作组与NSF、DARPA、HHMI贾内利亚农场研究院、艾伦脑科学研究所和FDA的“脑计划”创始人召开领导人会议。

政府官网提案征集。围绕脑科学的总目标，美国多部门联合发布提案征集公告，以寻求潜在策略征求意见。具体部门包括眼科研究所、国家老龄化研究所、国家酒精滥用和酒精中毒研究所、国家生物医学成像和生物工程研究所、国家儿童健康与人类发展研究所、国家耳聋和其他沟通障碍研究所、国家药物滥用研究所、国家心理健康研究所、国家神经疾病和中风研究所以及国家补充与综合健康中心等。征集面向多元群体，如科学界、私营部门、卫生专业人员、专业协会、患者社区和感兴趣的公众等，对其进行公共意见征集和调查。征集主题范围包含：科学研究重点、培训和工具传播方法、共享数据的注意事项、神经伦理学纳入“脑计划”倡议，以及其他相关问题。

（2）重点轮次会议

“脑计划”在开展过程中经历了多轮次的重要会议，这些会议主题对于战略方向的决策发挥了重要影响，具体信息汇总见表4。

从表4可以看出，“脑计划”战略方向的决策过程呈现出以下特色做法：

第一，广泛利益群体共同参与决策。首先，“脑计划”工作组汇集了不同领域的专家，如神经科学、遗传学、物理学、工程学、信息学和纳米科学等领域，充分探讨各自领域的未解难题，从而确定“脑计划”研究方向的前沿性。其次，公众的评论和反馈意见受到工作组的充分尊重和重视，多次重要会议中均邀请公众参与，在一定程度上激发了公众对于国家科技计划的参与感和支持度。再次，尽管联邦机构是“脑计划”的主体，其他社会力量如私人脑科学研究所、私人生物研究所、各基金会、学会联盟、私立大学、企业、社会团体等，利用基金支持、研究专长、先进设备等资源优势，在方向制定过程中占有一定发言权。最后，各层级领导的支持与评估。NIH领导层、NIH神经科学领导层（相关研究所的主任）、科学顾问委员会通过分析“脑计划”的进展和成就，高频次地对研究过程进行定期跟踪评估。

第二，跨时长、多阶段的决策流程。《愿景》制定从2013年春季开始，首先，回顾神经学科领域概况，而后在春夏两季先后召开4次研讨会，邀请48 位领域专家，同时邀请公众发表评论意见。在此基础上，商讨确定了初期阶段的研究重点。其次，在2013年秋季和冬季组织了多场专家对话、学会会议和专家演讲等活动，通过传播观点和收集意见反馈，进一步论证研究方向的科学合理性。进入2014年春季后，开始具体商讨“脑计划”的可交付成果、里程碑节点、实施计划和预算情况等细节。可以看出，“脑计划”的战略方向经历了多轮次、层层递进的从无到有、从有到细化、反馈、论证、落实等严谨的商讨过程。

2.2中期战略报告《美国“脑科学”2.0：从细胞到神经回路，再到治疗》

2.2.1中期战略报告的组织编写重点环节

中期战略报告出台背景——《愿景》所取得进展的评估需求。“脑计划”工作组2.0和神经伦理学工作组成立于2018年4月，旨在重新审视《愿景》报告中的优先事项，评估其进展情况和更新愿景方向，以实现在坚实的道德框架内制定有价值的持续发展领域、确定技术开发的新机会，以及为“脑计划”的服务公众提供最大价值。此外，技术发展已取得显著进步，这使得神经科学界能够利用这些工具进一步探索控制脑细胞活动的可能后果，但由此更需要在探索过程中谨慎行事，因而也需要对“脑计划”进展过程进行道德愿景的审查评估。

中期战略报告编写过程——战略方向的规划过程。该评估过程历经一年半的时间，“脑计划”工作组2.0通过多种公开论证方式寻求多方反馈意见和考虑潜在扩展领域，包括投资组合审查、科学研究会、市政听证会和公众征集等形式，先后于2018年4月至2019年4月举行三场市政厅会议活动和两次信息请求（Requests for Information）、2018年8月至11月举行一系列公共研讨会，随后在2019年春季发布报告草案。最终在公众意见征询期结束后，“脑计划”工作组2.0于2019年6月向ACD提交了审查报告供其考虑。根据ACD反馈意见进行处理，并在2019年10月的公开电话会议上再次展示，经过NIH院长的审议，决定将报告结果整合到下一阶段“脑计划”的优先事项投资中，并规划了发展路线。

中期战略报告的发现结果——进展评估情况及新方向的提出。首先，“脑计划”工作组2.0对《BRAIN 2025》中的7个优先方向发展方向进行评估，认为多数领域取得显著进展，甚至个别领域超出预期，如在“发现多样性”事项中，由于高通量技术和分析方法的进步，进展速度超出预期。其次，“脑计划”工作组2.0对以往内容进行了肯定和部分修订，如继续支持技术开发和针对性研究电路组件，保持已有的生产性路径；鼓励推出几个大型综合项目（如“小鼠大脑的连接组学”项目、“人脑细胞图集”项目、“记忆和离线大脑”项目和“基于神经回路的疗法”项目等），以推动知识、工具的发展以及产生重要的数据资源。最后，“脑计划”工作组2.0提出一些新的方向，如支持研究非哺乳动物模式生物以及哺乳动物的神经系统功能；支持开发模拟人脑的三维细胞系统等。

2.2.2中期战略报告的方向决策经验凝练

以公开论证方式为主，广泛吸收多方意见。“脑计划”与其他重大计划相对不同的一点是对于公众的态度和意见尤其重视，且重视提升公众科学素养，积极回应公众舆论，这在一定程度上与其学科特征与公众联系更为密切的特征有关。公众的支持度和参与热情也成为“脑计划”得以顺利开展的要素之一。此外，公开论证是一种在基础研究领域进行前沿探索的重要方式之一，通过多轮次的多方意见公开交流碰撞，得以最大限度上保证前沿战略方向的正确性和科学性，值得借鉴。

新技术和工具的发展，为新的战略方向提供可能。新兴工具已成为前沿科学探索的高效生产力工具，能够为人类探索更精深、更广阔的领域提供可能，因而极大地扩展了战略方向的布局范围。在以生命科学为例的基础科学研究领域，新兴技术和工具的发展在战略方向的决策方面发挥了重要作用，也验证了“脑计划”在第一阶段的战略层面上重视发展新兴技术和工具的前瞻眼光。

2.3神经伦理学报告草案《“脑计划”2.0神经伦理学：为社会赋能并增强神经科学进展》

神经科学应用广泛，引发神经伦理学难题亟待探索。伴随神经科学在营销、军事、法律和教育等各类社会领域中的广泛应用，其潜在伤害也同时存在于这些场景中，对神经科学的了解不到位或过分宣扬会不恰当地提高人们对神经科学的期望。鉴于此，神经伦理学通过引入审慎的研究结构，确保在没有伤害的前提下追求利益，同时还重视公众舆论问题。“脑计划”为神经伦理学深入探讨很多悬而未决的问题提供了契机，如何为人脑研究的社会福利，谁有责任分配这些福利，尤其是在神经科学进步加深社会不公平时。这些问题的合理答案可以由神经伦理学提出一个扩展的道德框架进行启发。

“脑计划”高度重视伦理问题，定期凝练审查重点。神经伦理学的生物伦理问题被认为是“脑计划”的重要组成部分。神经伦理小组会定期对“脑计划”的伦理进行审查，通过梳理形成《伦理报告草案》。该文件目的是制定一条神经伦理学路线图，旨在重点解释神经伦理学可以提供什么、神经伦理学原则和指南如何帮助塑造伦理神经科学及其应用，以及如何在多个层面上支持神经伦理学和神经科学的结合。其中，特别关注新工具和神经技术（如可视化测量大脑功能、脑机结合等）的潜在伦理学影响。

《伦理报告草案》形成过程与结果。神经伦理小组2.0进行投资组合审查，充分调查“脑计划”的资金、人员和时间是否得到有效分配和使用，并就“脑计划”中的神经伦理问题举行公开研讨会，广泛收集社会对神经科学研究的看法和期望，重视公众意见咨询和反馈，要求其对2019年春季的上一轮《神经伦理学报告草案》的调查结果发表意见。随后将整理后的调查结果纳入“脑计划”2.0工作组的报告，一并提交至ACD，在2019年6月的公开会议上审议。随后根据ACD的意见反馈进一步修改。《伦理报告草案》最终的主要结果：第一，制定伦理指南，涵盖数据管理、隐私保护、知情同意等方面；第二，开发工具和资源，以识别伦理研究机会和提升伦理意识；第三，建立神经科学数据生态系统指导方针，解决数据捕获、存储、共享等问题；第四，向“脑计划”和管理机构提出政策建议，确保研究的伦理合规和社会责任；第五，促进对话与合作，推动神经科学应用的伦理考量。

2.4战略性文件汇总分析

上文详细介绍了3份文件从出台背景、撰写过程到研究结论的具体内容，体现了“脑计划”在不同时期的战略重点及其形成过程。本部分进一步将3份战略性文件做对比总结，以更直观的形式展现其主要特色，充分了解“脑计划”在不同时段下的战略愿景、中期考核重点和伦理审查要点等内容，以及面向不同主旨需求下的主要决策方式差异。具体内容见表5。

在战略方向的制定过程中，以上3份战略文件体现出一种前后继承和发展、视角相互补充的关系，展现出“脑计划”在方向规划上的系统性思维和前瞻性视野。这3份战略文件的主要变化总结如下：第一，在研究重点方向的决策上，“脑计划”工作组2.0的研究重点在保持原有技术创新基础上，加强了临床应用研究，新增“人类脑细胞图谱”“哺乳动物全脑微连接图谱”，以及“新的治疗方法开发”等3个重大项目。这体现了“脑计划”的战略方向在适应科技发展新趋势下的动态性。第二，在组织管理的方向决策上，新文件更强调数据标准化和互操作性、建立更完善的资源共享平台等。这与“脑计划”不断丰富的跨机构和地域合作趋势紧密相关，有利于促进开展大规模协作项目。第三，在伦理审查的方向决策上，新文件将神经伦理学作为独立且重要的研究方向，强调在科学进展的同时考虑社会影响，体现了“脑计划”在研究过程中对于社会责任和伦理合规的重视程度日益加深。

三

特色实践与启示

本文以美国“脑计划”中的3份战略性文件为研究对象，通过分析其战略方向的制定过程，包括文件出台背景、战略实施方向、参与制定人员、决策形式与方法等多个方面，可以总结出美国“脑计划”战略方向决策方面的特色实践。

第一，初期注重顶层设计整体战略方向，中期侧重评估计划实施进展与方向的迭代更新。与面向产业应用的重大计划不同，面向前沿基础学科的重大计划将面临更加明确的科学问题探究，如对于客观机理或现象的解释，而非像前者可以随着新问题涌现与解决探索出不同的技术解决路径，其结果甚至远超预期。因此，对于前沿基础学科的重大计划而言，初期对于全盘战略方向的整体谋划至关重要，其决定了后期所有部门开展工作能够遵从全局性部署和清晰定位自身环境，从而避免各部门自行其是、难于协调等情况。在初期明确的战略方向基础上，适时进行中期评估，有利于评判整体方向的进展和成效，且能够及时结合新形势在原有基础上融入新方向，进行原有战略方向的微调，从而保障重大项目的前沿性和灵活性。

第二，在工具和资源方面，前沿技术工具已经成为推动前沿基础学科探索的生产力工具，为探索更多战略方向提供潜在可能。在探索前沿基础学科过程中，首先，工具的多样性和先进性能够加速数据处理和复杂运算等过程，解决当前难以解决的问题，帮助验证更复杂的假设、模型和应用探索。其次，先进工具能够促进跨学科研究，通过共享工具和数据平台，发展跨学科前沿交叉领域，如计算生物学等；最后，新工具为探索新战略方向提供了新视角和新方法，极大地扩展了研究的可行性和方向。

第三，在决策流程与方式方面，不同类型的国家重大科技计划的侧重点有所不同，与公众利益紧密联系的计划需要充分重视问计于民。重大科技计划的战略方向决策均需要经历多轮次战略方向研讨、多方共同参与和多种决策方式并存，其决策组织架构趋向扁平。然而，针对领域类型的不同会在决策过程中有所差异，以生物领域的“脑计划”为例，由于该计划与公众的联系较为密切，该计划在论证和进展讨论等多环节中，尤其重视公众的参与和支持，采用多种形式邀请公众发表和反馈意见、对公众进行科普教育、关注公众舆论等，充分做到问计于民，获取民众支持，为重大计划的顺利开展提供一定保障。

在美国“脑计划”开展的同时，中国于2021年9月由科技部发布《科技创新2030——“脑科学与类脑研究”重大项目2021年度项目申报指南》，标志中国“脑计划”的正式启动。2022年6月，“中美脑科学创新合作论坛”成功举办，两国围绕“脑计划”已形成合作关系，未来可以在下一阶段研究中深入借鉴美国“脑计划”的方向布局经验。更重要的是，开展前沿基础类重大科技计划已经成为应对国际科技竞争逐步前移至基础研究阶段的重要举措。“脑计划”作为前沿基础类重大科技计划的典型代表，本文研究结果将对于中国制定此类重大计划的战略方向提供一定决策参考价值。

来源：人工智能学家