原標題：大腦植入物 仿生肢體 戰(zhàn)斗外骨骼 ——一場五角大樓的豪賭
目前，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）正在大力推動生物學研究，但一些科學家質(zhì)疑其高風險手段能否奏效。
DARPA資助、約翰斯·霍普金斯大學開發(fā)的仿生假肢
圖片來源：Zackary Canepari
當Geoffrey Ling提及技術(shù)的未來時，他的觀念可謂天馬行空。Ling熱切地描繪了這樣一個世界：人們的壽命遠遠超過自然長度，意識能被下載到外部的“硬盤驅(qū)動器”里。“未來20年，我們的大腦將能高速旋轉(zhuǎn)。我們已經(jīng)進入了這一領(lǐng)域。”
接受過神經(jīng)學培訓的Ling還是一位陸軍上校和美國國防部高級研究計劃局（DARPA）首個生物基金辦公室主任。DARPA于2014年4月啟動的生物技術(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)計的動力外骨骼到能控制精神疾病的大腦植入物。DARPA在其他領(lǐng)域的計劃同樣“瘋狂”。
1957年，蘇聯(lián)先于美國發(fā)射了世界第一顆人造衛(wèi)星Sputnik。1年后，美國成立DARPA，該機構(gòu)的任務(wù)是預防此類突然事件再次發(fā)生。因此，BTO的項目管理者能夠不經(jīng)過同行評議等復雜過程自由地將數(shù)百萬美元投入到大膽的項目中。而且，通過在技術(shù)研發(fā)階段就與申請者密切合作，該機構(gòu)旨在幫助相關(guān)技術(shù)渡過死亡難關(guān)——從基礎(chǔ)研究到商業(yè)化應(yīng)用。
而這個咄咄逼人且高風險的策略已經(jīng)取得了驚人成功，其中最著名的是該機構(gòu)在上世紀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研究計劃局（ARPA-E）等一系列模仿者。ARPA-E主要致力于資助高風險的可替代能源研究。
但有人懷疑DARPA的全速前進模式也能適用于生物學領(lǐng)域。他們認為，生命系統(tǒng)更加復雜，存在大量未知或難以控制及設(shè)計的變數(shù)。而且，由于該機構(gòu)的生物學研究直接適用于人類，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Edward Hammond想知道，DARPA在與研究人員接觸時是否心懷不軌。“你不知道DARPA的真實想法是什么。”他說，“它們非常善于尋找那些能解決其感興趣問題的人。”
雖然如此，許多生物學家依然樂意從國防部（DOD）獲得經(jīng)費以進行創(chuàng)新計劃，例如研發(fā)更好的修復技術(shù)和改善精神健康療法等。而Ling強調(diào)，DARPA理解這些擔憂：BTO的每個項目都設(shè)有生物倫理咨詢委員會。此外，他表示，如果幻想的生物技術(shù)不可避免，那么DARPA的職責是投資它們，加快研發(fā)進程。
“有人認為這是可怕的。”他說，“但我認為這令人興奮。”
快速反應(yīng)
自2001年以來，DARPA開始信奉生物科學。當時，炭疽病毒被寄給媒體辦公室和國會議員，引發(fā)了公眾對生物恐怖主義的恐慌。隨后的阿富汗和伊拉克戰(zhàn)爭，促使該機構(gòu)資助神經(jīng)學、心理學和大腦—計算機界面，以幫助受傷的退伍軍人。到2013年，與生物有關(guān)的項目數(shù)量增加，DARPA決定統(tǒng)一加強這些計劃。自然，時任DARPA 科學部副主任的Ling接手了這個新辦公室和2.88億美元的年度經(jīng)費。
華盛頓州科學史學家George Dyson表示，該辦公室當然會加速研究，原因之一是迅速完成任務(wù)的軍隊文化，縱觀計算機等DARPA正在進行的項目，“軍方總是迅速資助他們感興趣的東西”。
一個好的案例是DARPA對總統(tǒng)奧巴馬2013年提議的人腦創(chuàng)新計劃的反應(yīng)。該計劃是一個備受矚目的多機構(gòu)合作計劃，致力于理解大腦線路。在資金分配方案出臺前，國立衛(wèi)生研究院（NIH）花費數(shù)月時間設(shè)計了一個10年戰(zhàn)略計劃，科學基金會（NSF）則開展了一個相關(guān)研究項目競賽。而DARPA卻迅速匯集5000萬美元經(jīng)費，投入到幾個5年項目中。
目前，這些項目已移交給BTO。例如，一個名為“恢復快速存儲”的項目，致力于研發(fā)一種刺激設(shè)備，幫助腦損傷士兵恢復記憶能力。另一個名為SUBNETS的項目，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，這兩個項目將監(jiān)控接受了臨時電極植入的癲癇患者的大腦活動。這些電極植入到患者的癲癇發(fā)作初始位置。研究者要求患者進行記憶訓練或執(zhí)行涉及神經(jīng)通路的記憶任務(wù)——這些過程可能受到成癮或抑郁等的損害，并記錄下電路模式。
但取得成功仍需時間。“毫無疑問，這是非常野心勃勃的計劃。”SUBNETS項目聯(lián)合領(lǐng)導者、加州大學舊金山分校神經(jīng)外科醫(yī)生Edward Chang說，“我不認為會有人天真地認為能在未來5年輕松地解決這些問題。”
獨特模式
另外，DARPA的資助過程也讓那些習慣了普通機構(gòu)的細致同行評議過程的研究人員感到不安。在DARPA，大多數(shù)權(quán)力屬于項目管理者，他們周旋于學術(shù)機構(gòu)、產(chǎn)業(yè)界和海陸空三軍之間。他們還能獨自設(shè)計創(chuàng)新計劃，邀請研究者申請執(zhí)行該項目，并從中選擇他們認為可能完成目標的團隊。然后，他們會在執(zhí)行過程中與研究者合作，指導項目進程。
DARPA會嚴格要求其經(jīng)費接受者的工作，一旦未能完成時間表，經(jīng)費會被迅速削減。例如，2007年，DARPA開始了一個名為RealNose的項目：開發(fā)具有嗅覺感受器的人工狗鼻子，以偵測化學武器等有氣味物品。但3年后，在了解到受體蛋白在室溫下過于不穩(wěn)定后，該機構(gòu)扼殺了這個項目。
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，極少的項目會被歸于秘密等級。但DARPA經(jīng)費接受者也要放棄部分自由：例如，如果他們在研發(fā)過程中意外發(fā)現(xiàn)有趣的問題，也不能用DARPA的經(jīng)費繼續(xù)研究。
“最初，它是在文化方面的改變。”SUBNETS項目負責人之一、麻省綜合醫(yī)院神經(jīng)外科醫(yī)生Emad Eskandar說。不過，他與同伴、神經(jīng)醫(yī)生Darin Dougherty認為，DARPA的監(jiān)督能促使項目更好地運行下去。“這幫助我們專注于項目，并不斷向前發(fā)展。”Dougherty說。
進軍生物領(lǐng)域
當然，Ling決心證明DARPA的模式也同樣能作用于生物科學領(lǐng)域。其中一個讓他津津樂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)，能獲取大腦運動皮層發(fā)射來的電脈沖信號，然后將這些信號翻譯成恰當?shù)男袨椤Ｋ軒椭┐髡咄瓿梢恍⿵碗s任務(wù)，例如處理軟水果和攀巖等。
去年，美國食品藥品監(jiān)督管理局批準了這一設(shè)備，DEKA公司表示，目前正在進行商業(yè)化生產(chǎn)。DARPA與約翰斯·霍普金斯大學等機構(gòu)也合作研發(fā)了類似假肢。所有這些假肢正在癲癇患者身上進行試驗，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。
BTO還接管了DARPA的健康項目，其中包括試圖將能捕食其他細菌的細菌植入抗菌藥物。而其他項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。一個名為“敘事網(wǎng)絡(luò)”的項目則在研究大腦如何對不同的故事和命令作出反應(yīng)，這將有助于說服受侵襲的村民接受美國軍隊的援助，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)實越好。“我們在尋找說‘是’而非‘不是’的方式。”他說。
但對于所有這些突破性進展，沒有證據(jù)顯示DARPA的快速跟進方式比同行評議篩選更有優(yōu)勢。而且，與NSF和NIH等機構(gòu)不同，DARPA不會公開其經(jīng)費，也不會進行內(nèi)部分析，以決定項目管理者是否選擇了最好的團隊和資助了最好的科學。
但如果DARPA不放慢節(jié)奏以評估其成功與否，那它會評估其項目對社會的影響嗎？Ling說是的，并指出倫理學家會對BTO的項目進行指導。盡管如此，仍有研究人員表示懷疑。俄勒岡健康與科學大學退休神經(jīng)學家Curtis Bell擔心腦刺激等技術(shù)會被用來控制人類，這類似20世紀中葉用來處理麻煩囚犯的腦前額葉切除術(shù)。
但Ling認為，DARPA需要毫不猶豫地跳出爭議：如果美國不這么做，其他人也會這么做。“我們唯一能做的就是做這件事。在某種程度上，我們也要思考如何減輕它們的不良后果。”
Ling表示，他計劃在明年能進一步擴展其辦公室，以獲得其他領(lǐng)域的驚人發(fā)現(xiàn)。目前，BTO有11位項目管理者，專門負責從傳染病到自然生態(tài)系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域的創(chuàng)新，并試圖擴展到更遙遠的領(lǐng)域，例如古生物學和天文學等。Ling表示，一位小行星專家將能幫助開發(fā)應(yīng)對外太空威脅的項目以及尋找其他星球上的生命跡象。“毫無疑問，這將是人類歷史上最令人激動的科學新聞。我也希望那是由DARPA資助的。”他說。