原標題：大腦植入物 仿生肢體 戰斗外骨骼 ——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·霍普金斯大學開發的仿生假肢

　　圖片來源：Zackary Canepari

　　當Geoffrey Ling提及技術的未來時，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“硬盤驅動器”里。“未來20年，我們的大腦將能高速旋轉。我們已經進入了這一領域。”

　　接受過神經學培訓的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月啟動的生物技術辦公室（BTO）致力于支持各種天馬行空的技術設想，從為士兵設計的動力外骨骼到能控制精神疾病的大腦植入物。DARPA在其他領域的計劃同樣“瘋狂”。

　　1957年，蘇聯先于美國發射了世界第一顆人造衛星Sputnik。1年后，美國成立DARPA，該機構的任務是預防此類突然事件再次發生。因此，BTO的項目管理者能夠不經過同行評議等復雜過程自由地將數百萬美元投入到大膽的項目中。而且，通過在技術研發階段就與申請者密切合作，該機構旨在幫助相關技術渡過死亡難關——從基礎研究到商業化應用。

　　而這個咄咄逼人且高風險的策略已經取得了驚人成功，其中最著名的是該機構在上世紀70年代研發的互聯網技術。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域。他們認為，生命系統更加復雜，存在大量未知或難以控制及設計的變數。而且，由于該機構的生物學研究直接適用于人類，因此相關研究充滿了倫理關注。例如，旨在生產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也可能用于提高戰斗力。

　　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）獲得經費以進行創新計劃，例如研發更好的修復技術和改善精神健康療法等。而Ling強調，DARPA理解這些擔憂：BTO的每個項目都設有生物倫理咨詢委員會。此外，他表示，如果幻想的生物技術不可避免，那么DARPA的職責是投資它們，加快研發進程。

　　“有人認為這是可怕的。”他說，“但我認為這令人興奮。”

　　快速反應

　　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，引發了公眾對生物恐怖主義的恐慌。隨后的阿富汗和伊拉克戰爭，促使該機構資助神經學、心理學和大腦—計算機界面，以幫助受傷的退伍軍人。到2013年，與生物有關的項目數量增加，DARPA決定統一加強這些計劃。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對總統奧巴馬2013年提議的人腦創新計劃的反應。該計劃是一個備受矚目的多機構合作計劃，致力于理解大腦線路。在資金分配方案出臺前，國立衛生研究院（NIH）花費數月時間設計了一個10年戰略計劃，科學基金會（NSF）則開展了一個相關研究項目競賽。而DARPA卻迅速匯集5000萬美元經費，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，致力于研發一種刺激設備，幫助腦損傷士兵恢復記憶能力。另一個名為SUBNETS的項目，正在研發一種能治療7種精神病和神經失調的大腦植入物。作為第一步，這兩個項目將監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作初始位置。研究者要求患者進行記憶訓練或執行涉及神經通路的記憶任務——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項目聯合領導者、加州大學舊金山分校神經外科醫生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的細致同行評議過程的研究人員感到不安。在DARPA，大多數權力屬于項目管理者，他們周旋于學術機構、產業界和海陸空三軍之間。他們還能獨自設計創新計劃，邀請研究者申請執行該項目，并從中選擇他們認為可能完成目標的團隊。然后，他們會在執行過程中與研究者合作，指導項目進程。

　　DARPA會嚴格要求其經費接受者的工作，一旦未能完成時間表，經費會被迅速削減。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定后，該機構扼殺了這個項目。

　　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表其結果，極少的項目會被歸于秘密等級。但DARPA經費接受者也要放棄部分自由：例如，如果他們在研發過程中意外發現有趣的問題，也不能用DARPA的經費繼續研究。

　　“最初，它是在文化方面的改變。”SUBNETS項目負責人之一、麻省綜合醫院神經外科醫生Emad Eskandar說。不過，他與同伴、神經醫生Darin Dougherty認為，DARPA的監督能促使項目更好地運行下去。“這幫助我們專注于項目，并不斷向前發展。”Dougherty說。

　　進軍生物領域

　　當然，Ling決心證明DARPA的模式也同樣能作用于生物科學領域。其中一個讓他津津樂道的成功是仿生假肢。該假肢由DARPA與生物技術公司DEKA共同研發，能獲取大腦運動皮層發射來的電脈沖信號，然后將這些信號翻譯成恰當的行為。它能幫助穿戴者完成一些復雜任務，例如處理軟水果和攀巖等。

　　去年，美國食品藥品監督管理局批準了這一設備，DEKA公司表示，目前正在進行商業化生產。DARPA與約翰斯·霍普金斯大學等機構也合作研發了類似假肢。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“敘事網絡”的項目則在研究大腦如何對不同的故事和命令作出反應，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，沒有證據顯示DARPA的快速跟進方式比同行評議篩選更有優勢。而且，與NSF和NIH等機構不同，DARPA不會公開其經費，也不會進行內部分析，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學家Curtis Bell擔心腦刺激等技術會被用來控制人類，這類似20世紀中葉用來處理麻煩囚犯的腦前額葉切除術。

　　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，以獲得其他領域的驚人發現。目前，BTO有11位項目管理者，專門負責從傳染病到自然生態系統等諸多領域的創新，并試圖擴展到更遙遠的領域，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應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。